Ποιο είναι το ρΗ του διαλύματος που προκύπτει από την ανάμιξη 20,0mL 0,50M HF (aq) και 50,0mL NaOH 0,20M (aq) σε 25 centigrades; (Ka του HF = 7,2 χ 10-4)

Απάντηση:

Δες παρακάτω:

Προειδοποίηση! ΜΑΚΡΙΑ ΑΠΑΝΤΗΣΗ!

Εξήγηση:

Ας αρχίσουμε με την εύρεση του αριθμού στύλων # NaOH # τοποθετείται στο διάλυμα, χρησιμοποιώντας τον τύπο συγκέντρωσης:

# c = (η) / ν #

#ντο#= conc #mol dm ^ -3 #

# n #= αριθμός γραμμομορίων

# v #= όγκος σε λίτρα (# dm ^ 3 #)

# 50,0 ml = 0,05 dm ^ (3) = ν #

# 0,2 φορές 0,05 = n #

# η = 0,01 mol #

Και για να βρείτε τον αριθμό των σκωληκοειδών # HF #:

# c = (η) / ν #

# 0.5 = (n) /0.02 #

# n = 0,1 #

# NaOH (aq) + HF (aq) -> NaF (aq) + Η_20 (1) #

Δημιουργούμε 0,1 mol # NaF # στο προκύπτον διάλυμα των 70 ml μετά την ολοκλήρωση της αντίδρασης.

Τώρα, # NaF # θα διαχωριστούν στο διάλυμα και το ιόν φθορίου, # F ^ (-) # θα λειτουργήσει ως αδύναμη βάση στη λύση (θα επιστρέψουμε σε αυτό).

Έτσι, τώρα είναι μια καλή στιγμή για να δημιουργήσετε ένα τραπέζι ICE για να βρείτε το ποσό του #OH ^ - # ιόντα που σχηματίζει, αλλά πρώτα πρέπει να γνωρίζουμε τη συγκέντρωση του # NaF #, καθώς οι συγκεντρώσεις χρησιμοποιούνται στον πίνακα ICE.

# c = (η) / ν #

# c = (0,1 / 0,07) #

# c περίπου 0,143 mol dm ^ -3 # του # NaF # (# = F ^ (-)) #

Η αντίδραση του ιόντος φθοριούχου και οι επακόλουθες μεταβολές της συγκέντρωσης είναι:

(υδ) + Η2Ο (1) -> HF (aq) + OH ^ (-) (aq) #

# "Αρχικό:" χρώμα (άσπρο) (mm) 0.143color (λευκό) (mmm) -color (άσπρο) (mmmm) 0color (λευκό)

# "Αλλαγή:" χρώμα (άσπρο) (iim) -xcolor (λευκό) (mmm) -color (άσπρο) (mmm) + xcolor

(Mm) 0.143-xcolor (άσπρο) (mii) -color (λευκό) (mmmm) xcolor (λευκό) (mmmmll) x #

ο # K_b # η έκφραση για το ιόν φθορίου θα είναι:

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

Αλλά πώς ξέρουμε # K_b # για το φθοριούχο ιόν, το οποίο ασχολήσαμε νωρίτερα;

Λοιπόν, όπως μας δίνεται ότι η αντίδραση συμβαίνει σε 25 βαθμούς Κελσίου, ισχύει η ακόλουθη ιδιότητα:

# (K_b) φορές (K_a) = 1,0 φορές 10 ^ -14 #

Για ένα ζεύγος οξέος / βάσης - και εμείς έχουμε το ζευγάρι # HF # και # F ^ (-) #!

Ως εκ τούτου:

# K_b = (1,0 φορές 10 ^ -14) / (7,2 φορές 10 ^ (- 4) #

# K_b (F ^ (-)) περίπου 1,39 φορές 10 ^ (- 11) #

Έτσι τώρα μπορούμε να δημιουργήσουμε ένα # K_b # έκφραση και επίλυση για #Χ# για να βρείτε τη συγκέντρωση του # OH ^ (-) #, και έτσι να βρεθεί το # pOH # και στη συνέχεια το # pH #.

# 1.39 φορές 10 ^ (- 11) = (χ ^ 2) / (0.143-χ) #

# K_b # είναι μικρή, οπότε η μικρή προσέγγιση x δίνει:

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

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

# = 1,4095 xx 10 ^ (-6) περίπου 1,41 φορές 10 ^ (- 6) #

Τώρα:

# pOH = -log ΟΗ ^ (-) #

# pOH = -log 1,41 φορές 10 ^ (- 6) #

#pOH περίπου 5.85 #

Και καθώς βρισκόμαστε σε 25 μοίρες, η ιδιότητα αυτή ισχύει:

# ρΗ + ρΟΗ = 14 #

Ως εκ τούτου, # ρΗ = 14-5,85 #

#color (μπλε) (ρΗ = 8,15) #