Beregn pH av følgende vandige løsninger?

Beregn pH av følgende vandige løsninger?
Anonim

Svar:

Advarsel! Langt svar. a) pH = 5,13; b) pH = 11,0

Forklaring:

For en):

Ammoniumklorid, # NH_4Cl # oppløses i oppløsning for å danne ammoniumioner # NH_4 ^ (+) # som virker som en svak syre ved å protonere vann for å danne ammoniakk, # NH_3 (aq) # og hydroniumioner # H_3O ^ (+) (aq) #:

(Aq) + H2O (l) -> NH_3

Som vi kjenner til # K_b # For ammoniakk kan vi finne # K_a # for ammonium-ion. For et gitt syre / basepar:

# K_a ganger K_b = 1,0 ganger 10 ^ -14 # ut fra standardbetingelsene.

Så, #K_a (NH_4 ^ (+)) = (1,0 ganger 10 ^ -14) / (1,8 ganger 10 ^ -5) = 5,56 ganger 10 ^ -10 #

Plugg inn konsentrasjonen og # K_a # Verdien inn i uttrykket:

# K_a = (H_3O ^ (+) ganger (NH_3) / (NH_4 ^ (+)) #

# 5,56 ganger 10 ^ -10 ~~ (H_3O ^ (+) ganger NH_3) / (0,1) #

# 5,56 ganger 10 ^ -11 = H_3O ^ (+) ^ 2 #

(som vi kan anta at en molekylhydronium må danne for hver ammoniakk som dannes. # K_a # er liten, så #x «0.1 #.)

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

# PH = -log H_3O ^ (+) #

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

#pH ca 5,13 #

For b):

(Jeg) Bestem arten tilstede etter blanding.

Ligningen for reaksjonen er

#color (hvit) (mmmmm) "OH" ^ "-" + "NH" _4 ^ "+" -> "NH" _3 + "H" _2 "O" #

# "I / mol": farge (hvit) (mll) 0,010 farge (hvit) (mll) 0,010farg (hvit) (mol / L) 0 #

# "C / mol": farge (hvit) (m) "- 0,010" farge (hvit) (ml) "- 0,010" farge (hvit) (m) "+ 0,010" #

# "E / mol": farge (hvit) (mll) 0farve (hvit) (mmmm) 0farve (hvit) (mmml) 0,010 #

# "Moles OH" ^ "-" = "0.100 L" × "0,1 mol" / "1 L" = "0,010 mol"

# "Moles of NH" _4 ^ "+" = "0.100 L" x "0.1 mol" / "1 L" = "0.010 mol"

Så vil vi ha 200 ml av en vandig løsning inneholdende 0,010 mol ammoniakk, og pH bør være høyere enn 7.

(Ii) Beregn pH i løsningen

# "NH" _3 = "0,010 mol" / "0.200 L" = "0,050 mol / L"

Den kjemiske ligningen for likevekt er

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

La oss skrive dette på nytt som

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

Vi kan bruke et ICE-bord for å gjøre beregningen.

#color (hvit) (mmmmmmmll) "B" + "H" _2 "O" "BH" ^ "+" + "OH" ^ "-" #

# "I / Moll" ^ "- 1": farge (hvit) (MLL) 0.050color (hvit) (mmmmmll) 0color (hvit) (mmm) 0 #

# "C / Moll" ^ "- 1": farge (hvit) (mm) "-" Xcolor (hvit) (mmmmmll) "+" Xcolor (hvit) (MLL) "+" x #

# "E / Moll" ^ "- 1": farge (hvit) (m) "0.050-" Xcolor (hvit) (mmmmm) Xcolor (hvit) (mmm) x #

#K_text (b) = ("BH" ^ "+" "OH" ^ "-") / ("B") = x ^ 2 / ("0,050" x) = 1,8 × 10 ^ "- 5" #

Sjekk om uaktsomhet:

#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 x 10 ^ "- 7" #

#x = 9.5 × 10 ^ "- 4" #

# "OH" ^ "-" = 9,5 × 10 ^ "- 4" farge (hvit) (l) "mol / L"

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

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