Bereken de pH van de volgende waterige oplossingen?

Bereken de pH van de volgende waterige oplossingen?
Anonim

Antwoord:

Waarschuwing! Lang antwoord. a) pH = 5,13; b) pH = 11,0

Uitleg:

Voor een):

Ammoniumchloride, # NH_4Cl # lost op in oplossing om ammoniumionen te vormen # NH_4 ^ (+) # die fungeren als een zwak zuur door water te protoneren om ammonia te vormen, # NH_3 (aq) # en hydroniumionen # H_3O ^ (+) (aq) #:

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

Zoals we het weten # K_b # voor ammonia kunnen we de # K_a # voor het ammoniumion. Voor een bepaald zuur / base-paar:

#K_a keer K_b = 1,0 keer 10 ^ -14 # uitgaande van standaardomstandigheden.

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

Sluit de concentratie en de # K_a # waarde in de uitdrukking:

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

# 5.56 keer 10 ^ -10 ~~ (H_3O ^ (+) keer NH_3) / (0.1) #

# 5.56 keer 10 ^ -11 = H_3O ^ (+) ^ 2 #

(omdat we kunnen veronderstellen dat zich één hydroniummolecuul moet vormen voor elke vorm van ammoniak die zich vormt. # K_a # is klein, dus #x «0.1 #.)

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

# PH = -log H_3O ^ (+) #

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

#pH ongeveer 5.13 #

Voor b):

(ik) Bepaal de soorten die aanwezig zijn na het mengen.

De vergelijking voor de reactie is

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

# "I / mol": kleur (wit) (mll) 0.010 kleur (wit) (mll) 0.010color (wit) (mol / L) 0 #

# "C / mol": kleur (wit) (m) "- 0.010" kleur (wit) (ml) "- 0.010" kleur (wit) (m) "+ 0.010" #

# "E / mol": kleur (wit) (mll) 0color (wit) (mmmm) 0color (wit) (mmml) 0.010 #

# "Mollen OH" ^ "-" = "0.100 L" × "0.1 mol" / "1 L" = "0.010 mol" #

# "Mollen NH" _4 ^ "+" = "0.100 L" × "0.1 mol" / "1 L" = "0.010 mol" #

We zullen dus 200 ml van een waterige oplossing hebben die 0,010 mol ammoniak bevat en de pH moet hoger zijn dan 7.

(Ii) Bereken de pH van de oplossing

# "NH" _3 = "0.010 mol" / "0.200 L" = "0.050 mol / L" #

De chemische vergelijking voor het evenwicht is

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

Laten we dit opnieuw schrijven als

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

We kunnen een ICE-tabel gebruiken om de berekening uit te voeren.

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

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

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

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

#K_text (b) = ("BH" ^ "+" "OH" ^ "-") / ("B") = x ^ 2 / ("0.050-" x) = 1.8 × 10 ^ "- 5" #

Controleer op verwaarloosbaarheid:

#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" kleur (wit) (l) "mol / L" #

# "pOH" = -log (9.5 × 10 ^ "- 4") = 3.0 #

# "pH = 14.00 - pOH = 14.00 - 3.0" = 11.0 #