Vājas skābes pH aprēķināšana ir nedaudz sarežģītāka nekā a stipra skābe jo vājās skābes ūdenī pilnībā neizdalās. Par laimi formula pH aprēķināšanai ir vienkārši. Lūk, ko jūs darāt.
Galvenie noņemamie produkti: vājas skābes pH
- Vājas skābes pH atrašana ir nedaudz sarežģītāka nekā spēcīgas skābes pH atrašana, jo skābe pilnībā neizdalās savos jonos.
- PH vienādojums joprojām ir vienāds (pH = -log [H+]), bet jums jāizmanto skābes disociācijas konstante (Ka) atrast [H+].
- Ir divas galvenās metodes ūdeņraža jonu koncentrācijas risināšanai. Viens ietver kvadrātvienādojumu. Otrs pieņem, ka vāja skābe tikpat kā nesadalās ūdenī un aptuveni sasniedz pH. Tas, kuru izvēlaties, ir atkarīgs no tā, cik precīzi jums ir nepieciešama atbilde. Mājas darbiem izmantojiet kvadrātvienādojumu. Lai ātri novērtētu laboratoriju, izmantojiet tuvinājumu.
Vāja skābes problēmas pH
Kāds ir 0,01 M benzoskābes šķīduma pH?
Dots: benzoskābe Ka= 6,5 x 10-5
Risinājums
Benzoskābe ūdenī disociējas kā:
C6H5COOH → H+ + C6H5dūdot-
K formulaa ir:
Ka = [H+] [B-] / [HB]
kur:
[H+] = H koncentrācija+ joni
[B-] = konjugēto bāzes jonu koncentrācija
[HB] = nesadalīto skābju molekulu koncentrācija
reakcijai HB → H+ + B-
Benzoskābe disociē vienu H+ jons katram C6H5dūdot- jons, tātad [H+] = [C6H5dūdot-].
Apzīmēsim x H koncentrāciju+ kas atdalās no HB, tad [HB] = C - x, kur C ir sākotnējā koncentrācija.
Ievadiet šīs vērtības laukā Ka vienādojums:
Ka = x · x / (C -x)
Ka = x² / (C - x)
(C - x) Ka = x²
x² = CKa - xKa
x² + Kax - CKa = 0
Atrisiniet x, izmantojot kvadrātvienādojumu:
x = [-b ± (b² - 4ac)½] / 2a
x = [-Ka + (Ka² + 4CKa)½]/2
** Piezīme ** Tehniski ir divi risinājumi x. Tā kā x apzīmē jonu koncentrāciju šķīdumā, x vērtība nedrīkst būt negatīva.
Ievadiet K vērtībasa un C:
Ka = 6,5 x 10-5
C = 0,01 M
x = {-6,5 x 10-5 + [(6,5 x 10-5) ² + 4 (0,01) (6,5 x 10-5)]½}/2
x = (-6,5 x 10-5 + 1,6 x 10-3)/2
x = (1,5 x 10-3)/2
x = 7,7 x 10-4
Atrast pH:
pH = -log [H+]
pH = -log (x)
pH = -log (7,7 x 10-4)
pH = - (- 3,11)
pH = 3,11
Atbilde
0,01 M benzoskābes šķīduma pH ir 3,11.
Risinājums: ātra un netīra metode, kā atrast vāji skābu pH
Lielākā daļa vājas skābes tik tikko nesadalās šķīdumā. Šajā šķīdumā mēs atradām tikai skābi disociēts par 7,7 x 10-4 M. Sākotnējā koncentrācija bija 1 x 10-2 vai 770 reizes stiprāki par disociētajiem jonu koncentrācija.
C-x vērtības tad būtu ļoti tuvu C, lai šķistu nemainīgas. Ja K aizstājam ar C (C - x) Ca vienādojums,
Ka = x² / (C - x)
Ka = x² / C
Tādējādi nav nepieciešams lietot kvadrātvienādojums atrisināt x:
x² = Ka· C
x² = (6,5 x 10-5)(0.01)
x² = 6,5 x 10-7
x = 8,06 x 10-4
Atrodiet pH
pH = -log [H+]
pH = -log (x)
pH = -log (8,06 x 10-4)
pH = - (- 3,09)
pH = 3,09
Ņemiet vērā, ka abas atbildes ir gandrīz identiskas, tikai ar 0,02 atšķirību. Ņemiet vērā arī atšķirību starp pirmās metodes x un otrās metodes x ir tikai 0,000036 M. Lielākajai daļai laboratorijas situāciju otrā metode ir "pietiekami laba" un daudz vienkāršāka.
Pirms vērtības paziņošanas pārbaudiet savu darbu. Vājas skābes pH vajadzētu būt mazākam par 7 (nevis neitrāls), un parasti tas ir mazāks par stiprās skābes vērtību. Ņemiet vērā, ka ir izņēmumi. Piemēram, sālsskābes pH ir 3,01 1 mM šķīdumam, bet fluorūdeņražskābes pH ir arī zems, ar vērtību 3,27 1 mM šķīdumam.
Avoti
- Beitss, Rodžers G. (1973). PH noteikšana: teorija un prakse. Vilejs.
- Kovingtons, Ā. K.; Bates, R. G.; Dursts, R. A. (1985). "PH skalas definīcijas, standarta atsauces vērtības, pH mērīšana un saistītā terminoloģija". Pure Appl. Chem. 57 (3): 531–542. doi:10.1351 / pac198557030531
- Housecroft, C E.; Šarpe, Ā. G. (2004). Neorganiskā ķīmija (2. izd.). Prentice zāle. ISBN 978-0130399137.
- Myers, Rollie J (2010). "Simt gadu pH". Ķīmiskās izglītības žurnāls. 87 (1): 30–32. doi:10.1021 / ed800002c
- Miesslers G. L.; Tarrs D .A. (1998). Neorganiskā ķīmija (2. red.). Prentice zāle. ISBN 0-13-841891-8.