Calculați pH-ul următoarelor soluții apoase?

Răspuns:

Avertizare! Raspuns lung. a) pH = 5,13; b) pH = 11,0

Explicaţie:

Pentru o):

Clorură de amoniu, # # NH_4Cl se dizolvă în soluție pentru a forma ioni de amoniu # NH_4 ^ (+) # care acționează ca un acid slab prin protonarea apei pentru a forma amoniac, # (Aq) # NH_3 și ionii de hidroniu # H_3O ^ (+) (aq) #:

(+) (Aq) + H20O (1) -> NH3 (aq) + H303 (+) (aq) #

După cum știm # # K_b pentru amoniac, putem găsi # # K_a pentru ionul de amoniu. Pentru o pereche de acid / bază dată:

#K_a ori K_b = 1.0 ori 10 ^ -14 # presupunând condiții standard.

Asa de, #K_a (NH4 ^ (+)) = (1,0 ori 10 ^ -14) / (1,8 ori 10 ^ -5) = 5,56 ori 10 ^

Conectați concentrația și # # K_a valoare în expresie:

#K_a = (H3O ^ (+) ori (NH3) / / NH4 ^ (+)

# 5,56 de ori NH3 / / 0,1 / #

# 5,56 ori 10 ^ -11 = H3O ^ (+) ^ 2 #

(cum putem presupune că o moleculă de hidroniu trebuie să se formeze pentru fiecare amoniac care se formează.De asemenea, # # K_a este mic, deci #x «0,1 #.)

# H_3O ^ (+) = 7,45 ori 10 ^ -6 #

# PH = -log H_3O ^ (+) #

# pH = -log (7,45 de ori 10 ^ -6) #

#pH aprox. 5,13 #

Pentru b):

(I) Determinați speciile prezente după amestecare.

Ecuația pentru reacție este

#color (alb) (mmmmm) "NH" - "+" NH "_4 ^" + "->"

# L / mol: culoare (alb) (mll) 0,010 culoare (alb) (mll) 0,010 culoare albă (mol / l)

# "C / mol": culoare (alb) (m) "- 0,010" culoare (alb) (ml)

# "E / mol": culoare (alb) (mll) 0color (alb) (mmmm) 0color (alb)

# "Moles OH" - "=" 0,100 L "x" 0,1 mol "/" 1 L "=" 0,010 mol "#

# "Moli de NH" _4 "+" = "0,100 L" x "0,1 mol" / "1 L" = "0,010 mol"

Deci, vom avea 200 ml de soluție apoasă care conține 0,010 moli de amoniac și pH-ul ar trebui să fie mai mare de 7.

(Ii) Se calculează pH-ul soluției

# NH3 = "0,010 mol" / "0,200 L" = "0,050 mol / l" #

Ecuația chimică pentru echilibru este

# "NH" _3 + "H" _2 "O" "NH" _4 "+" + "OH"

Să reînscrieți asta

# "B" + "H" _2 "O" "BH" ^ "+" + "

Putem folosi o masă ICE pentru a face calculul.

#color (alb) (mmmmmmmll) "B" + "H" _2 "O" "BH"

# "I / moll" ^ "- 1": culoare (alb) (mll) 0.050color (alb) (mmmmmll) 0color (alb) (mmm) 0 #

# "C / moll" ^ "- 1": culoare (alb) (mm) "-" xcolor (alb) (mmmmmll) "+" xcolor (alb) (mll) "+" x #

# "E / moll" ^ "- 1": culoare (alb) (m) "0.050-" xcolor (alb) (mmmmm) xcolor (alb) (mmm) x #

#K_text (b) = ("BH" ^ "+" "/" "B") = x ^ 2 / ^ "- 5" #

Verificați pentru neglijabilitate:

#0.050/(1.8 × 10^'-5') = 3 × 10^3 > 400#. #x «0,050 #

# x ^ 2 / 0,050 = 1,8 × 10 ^ "- 5" #

# x ^ 2 = 0,050 × 1,8 × 10 ^ "- 5" = 9,0 × 10 ^ "- 7" #

# x = 9,5 × 10 ^ "- 4" #

# "OH" ^ "-" = 9,5 × 10 ^ -4 culori (alb) (l)

# "pOH" = -log (9,5 × 10 ^ "- 4") = 3,0 #

# "pH = 14,00 - pOH = 14,00 - 3,0" = 11,0 #