Kirakan pH penyelesaian berair berikut?

Kirakan pH penyelesaian berair berikut?
Anonim

Jawapan:

Amaran! Jawapan yang panjang. a) pH = 5.13; b) pH = 11.0

Penjelasan:

Untuk):

Ammonium klorida, # NH_4Cl # larut dalam penyelesaian untuk membentuk ion ammonium # NH_4 ^ (+) # yang bertindak sebagai asid lemah dengan memprotonasikan air untuk membentuk ammonia, # NH_3 (aq) # dan ion hidronium # H_3O ^ (+) (aq) #:

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

Seperti yang kita tahu # K_b # untuk ammonia, kita boleh mencari # K_a # untuk ion ammonium. Untuk pasangan asid / asas yang diberi:

#K_a kali K_b = 1.0 kali 10 ^ -14 # dengan mengambil kira keadaan standard.

Jadi, #K_a (NH_4 ^ (+)) = (1.0 kali 10 ^ -14) / (1.8 kali 10 ^ -5) = 5.56 kali 10 ^ -10 #

Pasangkan kepekatan dan # K_a # nilai ke dalam ungkapan:

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

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

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

(kerana kita boleh menganggap bahawa satu molekul hidronium mesti terbentuk untuk setiap bentuk ammonia yang juga, # K_a # kecil, jadi #x «0.1 #.)

# H_3O ^ (+) = 7.45 kali 10 ^ -6 #

# pH = -log H_3O ^ (+) #

# pH = -log (7.45 kali 10 ^ -6) #

#pH kira-kira 5.13 #

Untuk b):

(i) Tentukan spesies yang hadir selepas pencampuran.

Persamaan untuk tindak balas adalah

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

# "I / mol": warna (putih) (mll) 0.010 warna (putih) (mll) 0.010color (putih)

# "C / mol": warna (putih) (m) "- 0.010" warna (putih) (ml) "- 0.010"

# "E / mol": warna (putih) (mll) 0color (putih) (mmmm) 0color (putih) (mmml) 0.010 #

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

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

Oleh itu, kita akan mempunyai 200 mL larutan berair yang mengandungi 0.010 mol ammonia, dan pH harus lebih tinggi daripada 7.

(ii) Kirakan pH penyelesaiannya

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

Persamaan kimia untuk keseimbangan adalah

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

Mari tulis semula ini sebagai

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

Kita boleh menggunakan jadual ICE untuk melakukan pengiraan.

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

# "I / mol·L" ^ "- 1": warna (putih) (mll) 0.050color (putih) (mmmmmll) 0color (white)

# "C / mol·L" ^ "- 1": warna (putih) (mm) "-" xcolor (putih) (mmmmmll) "+" xcolor (white)

# "E / mol·L" ^ "- 1": warna (putih) (m) "0.050-" xcolor (putih) (mmmmm) xcolor (putih)

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

Semak kelalaian:

#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" warna (putih) (l) "mol / L"

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

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