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 jeden przecinek zero, razy, dziesięć indeks górny, minus, cztery, koniec indeksu górnego, początek ułamka, mol, mianownik, dm indeks górny, trzy, koniec indeksu górnego, koniec ułamka 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 nawias kwadratowy H indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego, O indeks górny, plus, koniec indeksu górnego, zamknięcie nawiasu kwadratowego, równa się, pierwiastek kwadratowy z początek ułamka, K indeks dolny, w, koniec indeksu dolnego, K indeks dolny, a, koniec indeksu dolnego, mianownik, C indeks dolny, zero, koniec indeksu dolnego, koniec ułamkanawias kwadratowy H indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego, O indeks górny, plus, koniec indeksu górnego, zamknięcie nawiasu kwadratowego, równa się, pierwiastek kwadratowy z początek ułamka, K indeks dolny, w, koniec indeksu dolnego, K indeks dolny, a, koniec indeksu dolnego, mianownik, K indeks dolny, b, koniec indeksu dolnego, koniec ułamkanawias kwadratowy H indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego, O indeks górny, plus, koniec indeksu górnego, zamknięcie nawiasu kwadratowego, równa się, pierwiastek kwadratowy z początek ułamka, K indeks dolny, w, koniec indeksu dolnego, C indeks dolny, zero, koniec indeksu dolnego, mianownik, K indeks dolny, b, koniec indeksu dolnego, koniec ułamka. pH wodnego roztworu etanianu amonu o stężeniu molowym jeden przecinek zero, razy, dziesięć indeks górny, minus, trzy, koniec indeksu górnego, początek ułamka, mol, mianownik, dm indeks górny, trzy, koniec indeksu górnego, koniec ułamka 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