Інформація

Як розрахувати рН слабкої кислоти

Як розрахувати рН слабкої кислоти


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Обчислення рН слабкої кислоти трохи складніше, ніж визначення рН сильної кислоти, оскільки слабкі кислоти не повністю дисоціюють у воді. На щастя, формула обчислення рН проста. Ось що ти робиш.

Ключові вивезення: pH слабкої кислоти

  • Знайти рН слабкої кислоти трохи складніше, ніж знайти рН сильної кислоти, оскільки кислота не повністю дисоціює з її іонами.
  • Рівняння рН залишається однаковим (pH = -logH+), але потрібно використовувати константу дисоціації кислоти (Kа) знайти H+.
  • Існує два основні методи вирішення концентрації іонів водню. Одна включає квадратичне рівняння. Інший припускає, що слабка кислота ледь дисоціює у воді та наближає рН. Який із них ви виберете, залежить від того, наскільки точна відповідь вам потрібна. Для домашнього завдання використовуйте квадратичне рівняння. Для швидкої оцінки в лабораторії використовуйте наближення.

PH проблеми слабкої кислоти

Який рН 0,01 М розчину бензойної кислоти?

Дано: бензойна кислота Ка= 6,5 х 10-5

Рішення

Бензойна кислота дисоціює у воді як:

С6Н5COOH → H+ + С6Н5СОО-

Формула для Kа є:

Ка = Н+Б-/ НВ

де:
Н+ = концентрація Н+ іони
Б- = концентрація кон'югованих базових іонів
НВ = концентрація недисоційованих молекул кислоти
для реакції НВ → Н+ + В-

Бензойна кислота дисоціює одну Н+ іон для кожного С6Н5СОО- іон, тому Н+ = С6Н5СОО-.

Нехай x являє собою концентрацію H+ що дисоціює з НВ, то НВ = С - х, де С - початкова концентрація.

Введіть ці значення в Kа рівняння:

Ка = x · x / (C -x)
Ка = x² / (C - x)
(C - x) Kа = x²
x² = CKа - хКа
х² + Каx - CKа = 0

Розв’яжіть для x за допомогою квадратичного рівняння:

x = -b ± (b² - 4ac)½/ 2а

х = -Ка + (Ка² + 4CKа)½/2

** Примітка ** Технічно існує два рішення для x. Оскільки x являє собою концентрацію іонів у розчині, значення для x не може бути негативним.

Введіть значення для Kа і C:

Ка = 6,5 х 10-5
С = 0,01 М

х = {-6,5 х 10-5 + (6,5 х 10-5) ² + 4 (0,01) (6,5 x 10-5)½}/2
х = (-6,5 х 10-5 + 1,6 х 10-3)/2
х = (1,5 х 10)-3)/2
х = 7,7 х 10-4

Знайти pH:

pH = -logH+

pH = -log (x)
pH = -log (7,7 x 10-4)
pH = - (- 3,11)
рН = 3,11

Відповідь

РН 0,01 М розчину бензойної кислоти становить 3,11.

Рішення: Швидкий і брудний метод пошуку pH слабкої кислоти

Більшість слабких кислот ледь дисоціюють у розчині. У цьому розчині ми виявили, що кислота дисоціювала лише 7,7 х 10-4 М. Початкова концентрація становила 1 х 10-2 або в 770 разів сильніше, ніж концентрація дисоційованого іона.

Значення для C - x тоді були б дуже близькими до C, і здавалися б незмінними. Якщо замінити C на (C - x) в Kа рівняння,

Ка = x² / (C - x)
Ка = x² / C

З цим немає необхідності використовувати квадратичне рівняння для вирішення для x:

x² = Kа· С

x² = (6,5 x 10-5)(0.01)
x² = 6,5 x 10-7
х = 8,06 х 10-4

Знайдіть рН

pH = -logH+

pH = -log (x)
pH = -log (8,06 х 10)-4)
pH = - (- 3,09)
рН = 3,09

Зауважимо, що два відповіді майже однакові з різницею лише 0,02. Також зауважте, що різниця між x першого методу і x другого методу становить лише 0,000036 М. Для більшості лабораторних ситуацій другий метод "досить хороший" і набагато простіший.

Перевірте свою роботу, перш ніж повідомити про значення. РН слабкої кислоти повинен бути менше 7 (не нейтральний) і зазвичай менше, ніж значення для сильної кислоти. Зауважте, є винятки. Наприклад, pH соляної кислоти становить 3,01 для 1 мМ розчину, тоді як pH фтористоводневої кислоти також низький зі значенням 3,27 для 1 мМ розчину.

Джерела

  • Бейтс, Роджер Г. (1973). Визначення рН: теорія та практика. Вілі.
  • Ковінгтон, А. К .; Бейтс, Р. Г .; Дерст, Р. А. (1985). "Визначення шкал pH, стандартних контрольних значень, вимірювання pH та відповідної термінології". Чистий додаток Хім. 57 (3): 531-542. doi: 10.1351 / pac198557030531
  • Housecroft, C. E .; Шарп, А. Г. (2004). Неорганічна хімія (2-е видання). Prentice Hall. ISBN 978-0130399137.
  • Майерс, Роллі Дж. (2010). "Сто років pH". Журнал хімічної освіти. 87 (1): 30-32. doi: 10.1021 / ed800002c
  • Місслер Г. Л .; Тарр Д .А. (1998). Неорганічна хімія (2-е видання). Prentice-Hall. ISBN 0-13-841891-8.


Video, Sitemap-Video, Sitemap-Videos