Film samouczek

Polecenie 1

Zapoznaj się z poniższym materiałem, w którym omówione zostały krok po kroku sposoby na obliczanie $pH$ roztworów soli, również tych zawierających w sobie jony pochodzące od słabych elektrolitów. Następnie zweryfikuj swoją wiedzę, rozwiązując dołączone ćwiczenia.

R1QErFmF2MljO1

Film samouczek pt. Jak obliczyć pH roztworu soli
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

R31sle9PHJGUt1

Film samouczek pt. Obliczanie pH roztworów soli zawierających w sobie jony pochodzące od słabych elektrolitów
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ćwiczenie 1

Uzupełnij poniższe informacje dotyczące wodnych roztworów dwóch soli – chlorku litu ( $LiCl$ ) i etanianu (octanu) amonu ( ${CH}_{3} {COONH}_{4}$ ).

RVodBuafKCPwP

Chlorek litu to sól, która pochodzi od słabej zasady i słabego kwasusłabej zasady i mocnego kwasumocnej zasady i mocnego kwasu. Odczyn wodnego roztworu chlorku litu jest kwasowyobojętnyzasadowy, a jego pH zależynie zależy od początkowego stężenia roztworu. pH wodnego roztworu chlorku litu o stężeniu molowym

1,0 \cdot 10^{- 4} \frac{mol}{{dm}^{3}}

wynosi 4710.

Etanian (octan) amonu to sól, która pochodzi od słabej zasady i słabego kwasusłabej zasady i mocnego kwasumocnej zasady i mocnego kwasu. Odczyn wodnego roztworu etanianu amonu jest kwasowyobojętnyzasadowy, a jego pH zależynie zależy od początkowego stężenia roztworu. Stężenie kationów oksoniowych w wodnym roztworze etanianu amonu można obliczyć korzystając ze wzoru

[H_{3} O^{+}] = \sqrt{\frac{K_{w} K_{a}}{C_{0}}}

[H_{3} O^{+}] = \sqrt{\frac{K_{w} K_{a}}{K_{b}}}

[H_{3} O^{+}] = \sqrt{\frac{K_{w} C_{0}}{K_{b}}}

. pH wodnego roztworu etanianu amonu o stężeniu molowym

1,0 \cdot 10^{- 3} \frac{mol}{{dm}^{3}}

wynosi 4710.

Ćwiczenie 2

W wodnym roztworze soli słabej zasady i mocnego kwasu, iloczyn jonowy wody $K_{w}$ w temperaturze $25 ° C$ można przedstawić jako iloczyn wartości stałej dysocjacji słabej zasady $K_{b}$ , od której wywodzi się analizowana sól oraz wartości tzw. stałej hydrolizy sprzężonego z tą zasadą kwasu Brønsteda $K_{a h}$ .

$K_{w} = K_{b} \cdot K_{a h} = 1,0 \cdot 10^{- 14}$

$t = 25 ° C$

Korzystając z powyższej informacji, oblicz $pH$ wodnego roztworu bromku amonu o stężeniu molowym $3,0 \cdot 10^{- 4} \frac{mol}{{dm}^{3}}$ , przygotowanego w temperaturze $25 ° C$ . Stała dysocjacji dla amoniaku wynosi w tej temperaturze $1,8 \cdot 10^{- 5}$ . Wynik podaj z dokładnością do pierwszego miejsca po przecinku.

R10KzTVx7Hp6Y

R1TrIP8O7QTXj

{NH}_{4} Br \overset{H_{2} O}{\to} {NH}_{4}^{+} + {Br}^{-}

{NH}_{4}^{+} + H_{2} O ⇄ {NH}_{3} + H_{3} O^{+}

$C_{0} = 3,0 \cdot 10^{- 4} \frac{mol}{{dm}^{3}}$

$K = \frac{[{NH}_{3}] \cdot [H_{3} O^{+}]}{[{NH}_{4}^{+}] \cdot [H_{2} O]}$

$K \cdot [H_{2} O] = K_{a h} = \frac{[{NH}_{3}] \cdot [H_{3} O^{+}]}{[{NH}_{4}^{+}]}$

$[{NH}_{3}] = [H_{3} O^{+}] = {[{NH}_{4}^{+}]}_{zhydrolizowane} = x$

$K_{a h} = \frac{x^{2}}{C_{0} - x}$

$K_{a h} = \frac{K_{w}}{K_{b}}$

$K_{a h} = \frac{K_{w}}{K_{b}} = \frac{1, 0 \cdot 10^{- 14}}{1, 8 \cdot 10^{- 5}} \approx 5,6 \cdot 10^{- 10}$

$5,6 \cdot 10^{- 10} = \frac{x^{2}}{3,0 \cdot 10^{- 4} - x}$

$x^{2} + 5,6 \cdot 10^{- 10} \cdot x - 1,68 \cdot 10^{- 13} = 0$

$Δ = 6,72 \cdot 10^{- 13} \sqrt{Δ} = 8,20 \cdot 10^{- 7}$

$x_{1} = \frac{- 5, 6 \cdot 10^{- 10} - 8, 20 \cdot 10^{- 7}}{2} = - 4,1 \cdot 10^{- 7}$ nie spełnia warunków zadania

$x_{2} = \frac{- 5, 6 \cdot 10^{- 10} + 2, 59 \cdot 10^{- 5}}{2} = 4,1 \cdot 10^{- 7}$

$x_{2} = [H_{3} O^{+}] = 4,1 \cdot 10^{- 7} \frac{mol}{{dm}^{3}}$

$pH = - log [H_{3} O^{+}] = - log (4,1 \cdot 10^{- 7}) = 6,4$

$pH$ tego roztworu wynosi $6,4$ .

Ćwiczenie 3

W wodnym roztworze soli mocnej zasady i słabego kwasu, iloczyn jonowy wody $K_{w}$ w temperaturze $25 ° C$ można przedstawić jako iloczyn wartości stałej dysocjacji słabego kwasu $K_{a}$ , od którego wywodzi się analizowana sól oraz wartości tzw. stałej hydrolizy, sprzężonej z tym kwasem zasady Brønsteda $K_{b h}$ .

$K_{w} = K_{a} \cdot K_{b h} = 1,0 \cdot 10^{- 14}$

$t = 25 ° C$

Korzystając z powyższej informacji, oblicz $pH$ wodnego roztworu fluorku wapnia o stężeniu molowym $1,0 \cdot 10^{- 4} \frac{mol}{{dm}^{3}}$ , przygotowanego w temperaturze $25 ° C$ . Stała dysocjacji dla kwasu fluorowodorowego wynosi w tych warunkach $6,3 \cdot 10^{- 4}$ . Wynik podaj z dokładnością do pierwszego miejsca po przecinku.

RvfXFYyJl1Q7j

R1Z1zoj4Canqw

{CaF}_{2} \overset{H_{2} O}{\to} {Ca}^{2 +} + 2 F^{-}

F^{-} + H_{2} O ⇄ HF + {OH}^{-}

$C_{0} = 1,0 \cdot 10^{- 4} \frac{mol}{{dm}^{3}}$

$K = \frac{[HF] \cdot [{OH}^{-}]}{[F^{-}] \cdot [H_{2} O]}$

$K \cdot [H_{2} O] = K_{b h} = \frac{[HF] \cdot [{OH}^{-}]}{[F^{-}]}$

$[HF] = [{OH}^{-}] = {[F^{-}]}_{zhydrolizowane} = x$

$K_{b h} = \frac{x^{2}}{2 C_{0} - x}$

$2 C_{0} = [F^{-}] = 2,0 \cdot 10^{- 4} \frac{mol}{{dm}^{3}}$

$K_{b h} = \frac{K_{w}}{K_{a}}$

$K_{b h} = \frac{1, 0 \cdot 10^{- 14}}{6, 3 \cdot 10^{- 4}} \approx 1,59 \cdot 10^{- 11}$

$1,59 \cdot 10^{- 11} = \frac{x^{2}}{2 \cdot 1,0 \cdot 10^{- 4} - x}$

$x^{2} + 1,59 \cdot 10^{- 11} \cdot x - 1,59 \cdot 10^{- 11} \cdot 2,0 \cdot 10^{- 4} = 0$

$x^{2} + 1,59 \cdot 10^{- 11} \cdot x - 3,18 \cdot 10^{- 15} = 0$

$Δ = 1,27 \cdot 10^{- 14} \sqrt{Δ} = 1,13 \cdot 10^{- 7}$

$x_{1} = \frac{- 1,59 \cdot 10^{- 11} - 1,13 \cdot 10^{- 7}}{2} = - 5,65 \cdot 10^{- 8}$ nie spełnia warunków zadania

$x_{2} = \frac{- 1,59 \cdot 10^{- 11} + 1,13 \cdot 10^{- 7}}{2} = 5,65 \cdot 10^{- 8}$

$x = [{OH}^{-}] = 5,65 \cdot 10^{- 8}$

$pOH = - log [{OH}^{-}] = - log (5,65 \cdot 10^{- 8}) = 7,2$

$pH = 14 - pOH = 14 - 7,2 = 6,8$

$pH$ tego roztworu wynosi $6,8$ .

Przeczytaj

Sprawdź się