Wat is de pH van een oplossing van 5,0 x 10-2 M in H2CO3?

Antwoord:

Zie hieronder:

Waarschuwing: lang antwoord!

Uitleg:

# H_2CO_3 #of koolzuur, is een zwak zuur gevormd uit kooldioxide dat reageert met water.

# CO_2 (g) + H_2O (l) rightleftharpoons H_2CO_3 (aq) #

Omdat het een zwak zuur is, zal het slechts gedeeltelijk dissociëren in water en heeft het een dissociatieconstante, # K_a #, van # 4,3 keer 10 ^ -7 # volgens deze tabel. Echt, koolzuur is diprotic, wat betekent dat het twee keer kan dissociëren, dus we hebben een seconde # K_a # waarde voor de tweede dissociatie: # K_a = 4,8 keer 10 ^ -11 #. Wat ook zal bijdragen aan de # PH #. (hoewel in een kleinere mate dan de eerste dissociatie)

Laten we de dissociatie-vergelijking instellen voor # K_a # van de eerste dissociatie:

# K_a = (H_3O ^ + keer HCO_3 ^ (-)) / (H_2CO_3) #

Laten we nu onze waarden voor de concentratie van het koolzuur, samen met de # K_a # waarde.

# 4.3 keer 10 ^ -7 = (H_3O ^ + keer HCO_3 ^ (-)) / (5.0 keer 10 ^ -2) #

# 2.15 keer 10 ^ -8 = (H_3O ^ + keer HCO_3 ^ (-)) #

Dat kunnen we nu aannemen # H_3O ^ + = HCO_3 ^ (-) # zoals ze bestaan in een verhouding van 1: 1 in de oplossing. Dit maakt het mogelijk om de vierkantswortel uit de uitdrukking te halen # (H_3O ^ + keer HCO_3 ^ (-)) # om de respectieve concentraties te vinden:

#sqrt (2.15 keer 10 ^ -8) ongeveer (1.47 keer 10 ^ -4) = (H_3O ^ + = HCO_3 ^ (-)) #

Nu, in de tweede dissociatie, de # HCO_3 ^ (-) # ion zal fungeren als het zuur, en daarom zal de concentratie van deze soort, die we vonden in de eerste dissociatie, de waarde zijn van de noemer in de nieuwe # K_a # uitdrukking:

# K_a = (H_3O ^ + keer CO_3 ^ (2 -)) / (HCO_3 ^ -) #

# 4.8 keer 10 ^ -11 = (H_3O ^ + keer CO_3 ^ (2 -)) / (1.47 keer 10 ^ -4) #

#approx 7,04 keer 10 ^ -15 = H_3O ^ + keer CO_3 ^ (2 -) #

#sqrt (7.04 keer 10 ^ -15) ongeveer 8.39 keer 10 ^ -8 = H_3O ^ + = CO_3 ^ (2 -) #

Dus de concentratie van Oxonium-ionen, # H_3O ^ + #, die het bepalen # PH #, is ongeveer # (1.47 keer 10 ^ -4) + (8.39 keer 10 ^ -8) ongeveer 1.47 keer 10 ^ -4 #.

Met andere woorden, de tweede dissociatie was zo klein dat het als verwaarloosbaar beschouwd kon worden, maar laten we grondig zijn.

Nu, gebruik de vergelijking om te vinden # PH # we kunnen het berekenen # PH # van deze oplossing.

# PH = -log H_3O ^ + #

# pH = -log 1,47 keer 10 ^ -4 #

#pH approx 3.83 #

Stel dat u in een laboratorium werkt en u een 15% -ige zure oplossing nodig hebt om een bepaalde test uit te voeren, maar dat uw leverancier slechts een 10% -oplossing en een 30% -oplossing levert. U hebt 10 liter van de 15% -zuuroplossing nodig?

Laten we dit uitwerken door te zeggen dat de hoeveelheid van 10% oplossing x is. Dan is de 30% -oplossing 10-x De gewenste 15% -oplossing bevat 0,15 * 10 = 1,5 zuur. De 10% -oplossing levert 0.10 * x op. De 30% -oplossing levert 0.30 * (10-x) op. Dus: 0.10x + 0.30 (10-x) = 1.5-> 0.10x + 3-0.30x = 1.5-> 3 -0.20x = 1.5-> 1.5 = 0.20x-> x = 7.5 U hebt 7,5 L van de 10% -oplossing en 2,5 L van de 30% nodig. Opmerking: u kunt dit op een andere manier doen. Tussen 10% en 30% is een verschil van 20. Je moet omhoog gaan van 10% naar 15%. Dit is een verschil van 5. Dus je mix zou 5/20 = 1/4 van de sterkere dingen moeten b

Om een wetenschappelijk experiment uit te voeren, moeten studenten 90 ml 3% zuuroplossing mengen. Ze hebben een oplossing van 1% en 10% beschikbaar. Hoeveel ml van de 1% -oplossing en van de 10% -oplossing moet worden gecombineerd om 90 ml van de 3% -oplossing te produceren?

Je kunt dit doen met verhoudingen. Het verschil tussen 1% en 10% is 9. Je moet omhoog gaan van 1% naar 3% - een verschil van 2. Dan moet 2/9 van de sterkste dingen aanwezig zijn, of in dit geval 20 ml (en van natuurlijk 70 ml van de zwakkere dingen).

U hebt een alcoholoplossing van 25% nodig. Bij de hand heb je een 50 ml van een alcoholmengsel van 5%. Je hebt ook een alcoholmengsel van 35%. Hoeveel van het 35% -mengsel moet u toevoegen om de gewenste oplossing te verkrijgen? ik heb ____ ml van de 35% -oplossing nodig

100 ml 5% alcoholmengsel betekent dat 100 ml oplossing 5 ml alcohol bevat, dus 50 ml oplossing zal (5/100) * 50 = 2,5 ml alcohol bevatten. Als we nu, x ml 35% -mengsel mengen, kunnen we zeggen dat in x ml mengsel alcohol aanwezig is (35/100) * x = 0,35x ml, dus na mengen zal het totale volume van de oplossing zijn (50 + x) ml en het totale alcoholvolume is (2,5 + 0,35x) ml. Nu moet een nieuwe oplossing 25% alcohol bevatten, wat betekent dat 25% van het totale volume oplossing alcoholvolume is, dus we kunnen zeggen, (2,5 + 0,35x) = 25/100 (50 + x) Hierop lossen we op, x = 100ml