Calculeu el pH de les següents solucions aquoses?

Calculeu el pH de les següents solucions aquoses?
Anonim

Resposta:

Atenció! Resposta llarga. a) pH = 5,13; b) pH = 11,0

Explicació:

Per a):

Clorur d’amoni, # NH_4Cl # es dissol en solució per formar ions amoni # NH_4 ^ (+) # que actuen com un àcid feble protonant aigua per formar amoníac, # NH_3 (aq) # i ions hidronios # H_3O ^ (+) (aq) #:

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

Com ja sabem # K_b # per a l’amoníac, podem trobar el # K_a # per al ió amoni. Per a un parell d’àcids / bases donats:

#K_a vegades K_b = 1,0 vegades 10 ^ -14 # assumint condicions estàndard.

Tan, #K_a (NH_4 ^ (+)) = (1,0 vegades 10 ^ -14) / (1,8 vegades 10 ^ -5) = 5,66 vegades 10 ^ -10 #

Connecteu la concentració i la # K_a # valor a l’expressió:

#K_a = (H_3O ^ (+) vegades (NH_3)) ((NH_4 ^ (+)) #

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

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

(ja que podem suposar que s'ha de formar una molècula hidroni per a cadascun dels amoníacs que es formen. # K_a # és petit, així que #x 0.1 #.)

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

# pH = -log H_3O ^ (+) #

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

#pH aprox. 5.13 #

Per b):

(i) Determineu les espècies presents després de barrejar-les.

L’equació de la reacció és

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

# "I / mol": color (blanc) (mll) 0,010 color (blanc) (mll) 0.010color (blanc) (mol / L) 0 #

# "C / mol": color (blanc) (m) "- 0.010" color (blanc) (ml) "- 0.010" color (blanc) (m) "+ 0.010" #

# "E / mol": color (blanc) (mll) 0color (blanc) (mmmm) 0color (blanc) (mmml) 0,010 #

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

# "Mols de NH" _4 ^ "+" = "0.100 L" × "0,1 mol" / "1 L" = "0,010 mol" #

Per tant, tindrem 200 ml d’una solució aquosa que conté 0,010 mol d’amoníac i el pH ha de ser superior a 7.

(ii) Calculeu el pH de la solució

# "NH" _3 = "0.010 mol" / "0.200 L" = "0,050 mol / L" #

L’equació química de l’equilibri és

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

Tornem a escriure com a

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

Podem utilitzar una taula ICE per fer el càlcul.

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

# "I / mol·L" ^ "- 1": color (blanc) (mll) 0.050color (blanc) (mmmmmll) 0color (blanc) (mmm) 0 #

# "C / mol·L" ^ "- 1": color (blanc) (mm) "-" xcolor (blanc) (mmmmmll) xcolor (blanc) (mll) "+" x #

# "E / mol·L" ^ "- 1": color (blanc) (m) "0.050-" xcolor (blanc) (mmmmm) xcolor (blanc) (mmm) x #

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

Comproveu que no tingueu en compte:

#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" de color (blanc) (l) "mol / L" #

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

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