Berechnen Sie den pH-Wert der folgenden wässrigen Lösungen?

Berechnen Sie den pH-Wert der folgenden wässrigen Lösungen?
Anonim

Antworten:

Warnung! Lange Antwort. a) pH = 5,13; b) pH = 11,0

Erläuterung:

Für ein):

Ammoniumchlorid, # NH_4Cl # löst sich in Lösung zu Ammoniumionen # NH_4 ^ (+) # die als schwache Säure wirken, indem sie Wasser zu Ammoniak protonieren, # NH_3 (aq) # und Hydroniumionen # H_3O ^ (+) (aq) #:

# NH_4 ^ (+) (aq) + H_2O (l) NH_3 (aq) + H_3O ^ (+) (aq) #

Da kennen wir die # K_b # für Ammoniak können wir das finden # K_a # für das Ammoniumion. Für ein gegebenes Säure / Base-Paar:

#K_a mal K_b = 1,0 mal 10 ^ -14 # unter der Annahme von Standardbedingungen.

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

Stecken Sie die Konzentration und die # K_a # Wert in den Ausdruck:

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

# 5,56 mal 10 ^ -10 ~~ (H_3O ^ (+) mal NH_3) / (0.1) #

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

(da wir davon ausgehen können, dass sich für jedes Ammoniak, das sich bildet, ein Molekül Hydronium bilden muss. # K_a # ist klein, also #x 0,1 #.)

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

# pH = -log H_3O ^ (+) #

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

#pH ca. 5.13 #

Für b):

(ich) Bestimmen Sie die nach dem Mischen vorhandene Spezies.

Die Gleichung für die Reaktion lautet

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

# "I / mol": Farbe (weiß) (mll) 0.010 Farbe (weiß) (mll) 0.010Farbe (weiß) (mol / L) 0 #

# "C / mol": Farbe (weiß) (m) "- 0,010" Farbe (weiß) (ml) "- 0,010" Farbe (weiß) (m) "+ 0,010" #

# "E / mol": Farbe (Weiß) (Mll) 0Farbe (Weiß) (mmmm) 0Farbe (Weiß) (mmml) 0.010 #

# Mole von OH ^ - = 0,100 L × 0,1 mol / 1 L = 0,010 mol #

# Mol NH 4+ + 0,100 L × 0,1 mol / 1 L = 0,010 mol #

Wir haben also 200 ml einer wässrigen Lösung, die 0,010 Mol Ammoniak enthält, und der pH-Wert sollte höher als 7 sein.

(ii) Berechnen Sie den pH-Wert der Lösung

# NH 3 = 0,010 mol / 0,200 L = 0,050 mol / l #

Die chemische Gleichung für das Gleichgewicht lautet

# NH 3 + H 2 O + NH + 4 + OH + ^ OH #

Schreiben wir das als neu

# B + H + O + BH + ^ OH

Wir können eine ICE-Tabelle verwenden, um die Berechnung durchzuführen.

#Farbe (weiß) (mmmmmmmll) "B" + "H" _2 "O" BH "BH" ^ "+" + "OH" ^ "-" #

# "I / mol·L" ^ "- 1": Farbe (Weiß) (Mll) 0.050Farbe (Weiß) (mmmmmll) 0Farbe (Weiß) (mmm) 0 #

# "C / mol·L" ^ "- 1": Farbe (Weiß) (mm) "-" XFarbe (Weiß) (mmmmmll) "+" XFarbe (Weiß) (Mll) "+" x #

# "E / mol·L" ^ "- 1": Farbe (weiß) (m) "0.050-" XFarbe (Weiß) (mmmmm) XFarbe (Weiß) (mmm) x #

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

Auf Vernachlässigung prüfen:

#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 Farbe (weiß) (l) mol / L" #

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

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