Ano ang pH ng solusyon na nagreresulta mula sa paghahalo ng 20.0mL ng 0.50M HF (aq) at 50.0mL ng 0.20M NaOH (aq) sa 25 centigrades? (Ka ng HF = 7.2 x 10 ^ -4)

Sagot:

Tingnan sa ibaba:

Babala! LONG ANSWER!

Paliwanag:

Magsimula tayo sa paghahanap ng bilang ng mga moles ng # NaOH # ilagay sa solusyon, gamit ang formula ng konsentrasyon:

# c = (n) / v #

# c #= conc in #mol dm ^ -3 #

# n #= bilang ng mga moles

# v #= dami ng liters (# dm ^ 3 #)

# 50.0 ml = 0.05 dm ^ (3) = v #

# 0.2 beses 0.05 = n #

# n = 0.01 mol #

At upang mahanap ang bilang ng mga moles ng # HF #:

# c = (n) / v #

# 0.5 = (n) /0.02 #

# n = 0.1 #

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

Bumubuo kami ng 0.1 mol ng # NaF # sa nagresultang solusyon na 70ml matapos ang pagkumpleto ng reaksyon.

Ngayon, # NaF # ay disociated sa solusyon, at ang plurayd ion, #F ^ (-) # ay kumikilos bilang isang mahinang base sa solusyon (Susubukan naming bumalik dito).

Kaya ngayon ay isang magandang panahon upang mag-set up ng isang talahanayan ng ICE upang mahanap ang halaga ng #OH ^ - # ions ito form, ngunit kailangan muna naming malaman ang konsentrasyon ng # NaF #, gaya ng konsentrasyon ay ginagamit sa talahanayan ng ICE.

# c = (n) / v #

# c = (0.1 / 0.07) #

#c tantiya 0.143 mol dm ^ -3 # ng # NaF # (# = F ^ (-)) #

Ang reaksyon ng ion ng flouride at ang mga bunga ng pagbabago ng konsentrasyon ay:

# "kulay (puti) (mmmmm) F ^ (-) (aq) + H_2O (l) -> HF (aq) + OH ^ (-) (aq)

# "Initial:" kulay (puti) (mm) 0.143color (puti) (mmm) -color (puti) (mmmm) 0color (puti) (mmmmll) 0 #

# "Baguhin:" kulay (puti) (iim) -xcolor (puti) (mmm) -color (puti) (mmm) + xcolor (puti) (mmll) + x #

# "Eq:" kulay (puti) (mmm) 0.143-xcolor (puti) (mii) -color (puti) (mmmm) xcolor (puti) (mmmmll) x #

Ang # K_b # pagpapahayag para sa ion ng plurayd ay:

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

Ngunit paano natin malalaman ang # K_b # para sa fluoride ion, na kung saan namin hinawakan sa mas maaga?

Buweno, dahil binigyan tayo na ang reaksyon ay nangyayari sa 25 degrees Celsius ang naaangkop na sumusunod na ari-arian:

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

Para sa isang pares ng acid / base - at mangyayari kami na magkaroon ng pares ng # HF # at #F ^ (-) #!

Kaya:

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

#K_b (F ^ (-)) approx 1.39 beses 10 ^ (- 11) #

Kaya ngayon maaari kaming lumikha ng isang # K_b # pagpapahayag at paglutas para sa # x # upang mahanap ang konsentrasyon ng #OH ^ (-) #, at sa gayon mahanap ang # pOH # at pagkatapos ay dahil dito # pH #.

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

# K_b # ay maliit, kaya ang maliit na x approximation ay nagbibigay ng:

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

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

# = 1.4095 xx 10 ^ (- 6) Tinatayang 1.41 beses 10 ^ (- 6) #

Ngayon:

# pOH = -log OH ^ (-) #

# pOH = -log 1.41 beses 10 ^ (- 6) #

#pOH approx 5.85 #

At habang kami ay nasa 25 grado ang ari-arian na ito ay nalalapat:

# pH + pOH = 14 #

Kaya, # pH = 14-5.85 #

#color (asul) (pH = 8.15) #