מהו ה- pH של הפתרון, הנובע מערבוב 20.0mL של 0.50M HF (aq) ו -50.0mL של 0.20M NaOH (aq) ב -25 צלזיוס? (Ka of HF = 7.2 x 10 ^ -4)

תשובה:

ראה למטה:

אזהרה! תשובה ארוכה!

הסבר:

בואו נתחיל על ידי מציאת מספר שומות של # NaOH # לשים את הפתרון, תוך שימוש בנוסחת ריכוז:

# c = (n) / #

# c #מתווכים ב #mol dm ^ -3 #

# n #= מספר שומות

# #נפח = ליטר (# dm ^ 3 #)

# 50.0 מ"ל = 0.05 dm ^ (3) = #

# 0.2 פעמים 0.05 = n #

# n = 0.01 mol #

ולמצוא את מספר חפרפרות של # HF #:

# c = (n) / #

# 0.5 = (n) /0.02#

# n = 0.1 #

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

אנו יוצרים 0.1 mol של # NaF # ב הפתרון 70ml וכתוצאה מכך לאחר התגובה עברה ההשלמה.

עכשיו, # NaF # יהיה מנותק הפתרון, ואת יון פלואוריד, #F ^ (-) # תפעל כבסיס חלש לפתרון (נחזור לכך).

אז עכשיו זה זמן טוב להקים שולחן ICE כדי למצוא את כמות #OH ^ - # יונים זה יוצר, אבל אנחנו קודם צריכים לדעת את הריכוז של # NaF #, כמו ריכוזים משמשים בטבלה ICE.

# c = (n) / #

# c = (0.1 / 0.07) #

#c כ- 0.143 mol dm ^ -3 # of # NaF # (# = F ^ (-)) #

התגובה של יון הקמח ושינויים בריכוז כתוצאה מכך הם:

# (- לבן) (+) (+ a) + (+) (aq) +

# "ראשוני": צבע (לבן) (מ"מ) 0.143 צבע (לבן) (מ"מ) - צבע (לבן) (מ"מ) 0 צבע (לבן) (mmmmmll) 0 #

# "שינוי:" צבע (לבן) (iim) - צבע (לבן) (מ"מ) - צבע (לבן) (מ"מ) + xcolor (לבן) (mmll) + x #

# "Eq:" צבע (לבן) (מ"מ) 0.143-xcolor (לבן) (mii) צבע (לבן) (mmmm) xcolor (לבן) (mmmmll) x #

ה # K_b # ביטוי עבור יון פלואוריד יהיה:

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

אבל איך אנחנו יודעים את # K_b # עבור יון פלואוריד, אשר נגענו קודם לכן?

ובכן, כפי שאנו מקבלים כי התגובה מתרחשת ב 25 מעלות Celcius המאפיין הבא חל:

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

עבור זוג חומצה / בסיס - ולנו במקרה יש זוג # HF # ו #F ^ (-) #!

לפיכך:

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

#K_b (F ^ (-)) כ - 1.39 פעמים 10 ^ - - 11 #

אז עכשיו אנחנו יכולים ליצור # K_b # ביטוי לפתור #איקס# כדי למצוא את הריכוז של #OH ^ (-) #, וכך למצוא את # pOH # ולאחר מכן כתוצאה מכך # pH #.

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

# K_b # הוא קטן, כך קירוב x קטן נותן:

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

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

# = 1.4095 xx 10 ^ - 6) כ - 1.41 פעמים 10 ^ - - 6 #

עכשיו:

# pOH = -log OH ^ (-) #

# pOH = -log 1.41 פעמים 10 ^ (- 6) #

#pOH בערך 5.85 #

וכמו שאנחנו ב 25 מעלות רכוש זה חל:

# pH + pOH = 14 #

לפיכך, # pH = 14-5.85 #

#color (כחול) (pH = 8.15) #