Apakah pH penyelesaian yang hasil daripada pencampuran 20.0mL 0.50M HF (aq) dan 50.0mL 0.20M NaOH (aq) pada 25 centigrades? (Ka dari HF = 7.2 x 10 ^ -4)

Jawapan:

Lihat di bawah:

Amaran! Jawapan yang panjang!

Penjelasan:

Mari kita mulakan dengan mencari bilangan tahi lalat # NaOH # dimasukkan ke dalam larutan, menggunakan formula tumpuan:

# c = (n) / v #

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

# n #= bilangan tahi lalat

# v #= kelantangan dalam liter (# dm ^ 3 #)

# 50.0 ml = 0.05 dm ^ (3) = v #

# 0.2 kali 0.05 = n #

# n = 0.01 mol #

Dan untuk mencari bilangan tahi lalat # HF #:

# c = (n) / v #

# 0.5 = (n) /0.02

# n = 0.1 #

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

Kami membentuk 0.1 mol # NaF # dalam penyelesaian 70ml yang terhasil selepas tindak balas telah selesai.

Sekarang, # NaF # akan dipisahkan dalam larutan, dan ion fluorida, #F ^ (-) # akan bertindak sebagai asas lemah dalam penyelesaian (Kami akan kembali kepada ini).

Jadi sekarang adalah masa yang baik untuk menubuhkan jadual ICE untuk mencari jumlah #OH ^ - # ion ia terbentuk, tetapi kita perlu tahu konsentrasi # NaF #, sebagai kepekatan digunakan dalam jadual ICE.

# c = (n) / v #

# c = (0.1 / 0.07) #

#c lebih kurang 0.143 mol dm ^ -3 # daripada # NaF # (# = F ^ (-)) #

Reaksi ion tepung dan perubahan konsentrasi akibatnya ialah:

# "warna (putih) (mmmmm) F ^ (-) (aq) + H_2O (l) -> HF (aq) + OH ^ (-) (aq)

# "Permulaan:" warna (putih) (mm) 0.143color (putih) (mmm) -color (putih) (mmmm) 0color (putih)

# "Tukar:" warna (putih) (iim) -xcolor (putih) (mmm) -color (putih) (mmm) + xcolor (putih)

# "Persamaan:" warna (putih) (mmm) 0.143-xcolor (putih) (mii) -color (putih) (mmmm) xcolor (putih)

The # K_b # ungkapan untuk ion fluorida ialah:

#K_b = (OH ^ (-) kali HF) / (F ^ (-)) #

Tetapi bagaimana kita tahu # K_b # untuk ion fluorida, yang kami sentuh sebelum ini?

Nah, seperti yang kita diberi bahawa tindak balas berlaku pada 25 darjah Celcius, hartanah berikut terpakai:

# (K_b) kali (K_a) = 1.0 kali 10 ^ -14 #

Untuk pasangan asid / asas- dan kita mempunyai sepasang # HF # dan #F ^ (-) #!

Oleh itu:

# K_b = (1.0 kali 10 ^ -14) / (7.2 kali 10 ^ (- 4) #

#K_b (F ^ (-)) lebih kurang 1.39 kali 10 ^ (- 11) #

Jadi sekarang kita boleh buat a # K_b # ungkapan dan selesaikan # x # untuk mencari kepekatan #OH ^ (-) #, dan dengan itu mencari # pOH # dan kemudian akibatnya # pH #.

# 1.39 kali 10 ^ (- 11) = (x ^ 2) / (0.143-x) #

# K_b # kecil, jadi perkiraan x kecil memberi:

# 1.39 kali 10 ^ (- 11) = (x ^ 2) / (0.143) #

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

# = 1.4095 xx 10 ^ (- 6) lebih kurang 1.41 kali 10 ^ (- 6) #

Sekarang:

# pOH = -log OH ^ (-) #

# pOH = -log 1.41 kali 10 ^ (- 6) #

#pOH lebih kurang 5.85 #

Dan seperti yang kita pada 25 darjah harta ini berlaku:

# pH + pOH = 14 #

Oleh itu, # pH = 14-5.85 #

#color (biru) (pH = 8.15) #