Quin és el pH de la solució que resulta de la barreja de 20,0 ml de 0.50M HF (aq) i de 50,0 ml de 0,20M de NaOH (aq) a 25 graus centígrads? (Ka de HF = 7,2 x 10 ^ -4)

Resposta:

Mirar abaix:

Atenció! RESPOSTA LLARGA!

Explicació:

Comencem per trobar el nombre de lunars de # NaOH # posar a la solució, utilitzant la fórmula de concentració:

# c = (n) / v #

# c #= conc en #mol dm ^ -3 #

# n #= nombre de lunars

# v #= volum en litres (# dm ^ 3 #)

# 50,0 ml = 0,05 dm ^ (3) = v

# 0,2 vegades 0,05 = n #

# n = 0,01 mol #

I per trobar el nombre de lunars de # HF #:

# c = (n) / v #

# 0.5 = (n) /0.02#

# n = 0.1 #

#NaOH (aq) + HF (aq) -> NaF (aq) + H_2O (l) #

Formem 0,1 mol de # NaF # en la solució resultant de 70 ml després de finalitzar la reacció.

Ara, # NaF # es dissociaran en la solució i l’ió fluorur, #F ^ (-) # actuarà com a base feble en la solució (tornarem a això).

Així que ara és un bon moment per configurar una taula ICE per trobar la quantitat de #OH ^ - # Els ions es formen, però primer hem de saber la concentració de la # NaF #, ja que les concentracions s’utilitzen a la taula ICE.

# c = (n) / v #

# c = (0,1 / 0,07) #

#c aproximadament 0,143 mol dm ^ -3 # de # NaF # (# = F ^ (-)) #

La reacció de l'ió de la flor i els conseqüents canvis de concentració són:

# "color (blanc) (mmmmm) F ^ (-) (aq) + H_2O (l) -> HF (aq) + OH ^ (-) (aq) #

# "Inicial:" color (blanc) (mm) 0.143color (blanc) (mmm) -color (blanc) (mmmm) 0color (blanc) (mmmmll) 0 #

# "Canvia:" color (blanc) (iim) -color (blanc) (mmm) -color (blanc) (mmm) + xcolor (blanc) (mmll) + x #

# "Eq:" color (blanc) (mmm) 0.143-xcolor (blanc) (mii) -color (blanc) (mmmm) xcolor (blanc) (mmmmll) x #

El # K_b # l’expressió per a l'ió fluorurari seria:

#K_b = (OH ^ (-) vegades HF) (F ^ (-)) #

Però, com ho sabem? # K_b # per a l'ió fluorur, que hem tocat abans?

Bé, donat que se'ns dóna que la reacció ocorre a 25 graus Celcius s’aplica la següent propietat:

# (K_b) vegades (K_a) = 1,0 vegades 10 ^ -14 #

Per a un parell àcid / base, i tenim el parell de # HF # i #F ^ (-) #!

Per tant:

# K_b = (1,0 vegades 10 ^ -14) / (7,2 vegades 10 ^ (- 4) #

#K_b (F ^ (-)) aproximadament 1,39 vegades 10 ^ (- 11) #

Així que ara podem crear un # K_b # expressió i resoldre per # x # trobar la concentració de #OH ^ (-) #, i així trobar el # pOH # i, en conseqüència, el # pH #.

# 1,39 vegades 10 ^ (- 11) = (x ^ 2) / (0,143-x) #

# K_b # és petit, de manera que la petita aproximació x dóna:

# 1.39 vegades 10 ^ (- 11) = (x ^ 2) / (0,143) #

# x = OH ^ (-) = sqrt (K_bcdot0.143) #

# = 1.4095 xx 10 ^ (- 6) aproximadament 1,41 vegades 10 ^ (- 6) #

Ara:

# pOH = -log OH ^ (-) #

# pOH = -log 1,41 vegades 10 ^ (- 6) #

#pOH aprox. 5,85 #

I com som a 25 graus aquesta propietat s'aplica:

# pH + pOH = 14 #

Per tant, # pH = 14-5.85 #

#color (blau) (pH = 8,15) #