ตอบ:
คำเตือน! คำตอบยาว ๆ a) pH = 5.13; b) pH = 11.0
คำอธิบาย:
สำหรับ):
แอมโมเนียมคลอไรด์, # NH_4Cl # ละลายในสารละลายเพื่อสร้างแอมโมเนียมไอออน # NH_4 ^ (+) # ซึ่งทำหน้าที่เป็นกรดอ่อนโดยการทำให้น้ำเป็นแอมโมเนีย # NH_3 (AQ) # และไอออนไฮโดรเนียม # H_3O ^ (+) (AQ) #:
# NH_4 ^ (+) (aq) + H_2O (l) -> NH_3 (aq) + H_3O ^ (+) (aq) #
อย่างที่เรารู้ # K_b # สำหรับแอมโมเนียเราสามารถหา # K_a # สำหรับแอมโมเนียมไอออน สำหรับคู่กรด / เบสที่ระบุ:
#K_a คูณ K_b = 1.0 ครั้ง 10 ^ -14 # สมมติว่ามีเงื่อนไขมาตรฐาน
ดังนั้น, #K_a (NH_4 ^ (+)) = (1.0 ครั้ง 10 ^ -14) / (1.8 ครั้ง 10 ^ -5) = 5.56 ครั้ง 10 ^ -10 #
เสียบความเข้มข้นและ # K_a # ค่าลงในนิพจน์:
#K_a = (H_3O ^ (+) ครั้ง (NH_3) / (NH_4 ^ (+)) #
# 5.56 ครั้ง 10 ^ -10 ~~ (H_3O ^ (+) ครั้ง NH_3) / (0.1) #
# 5.56 ครั้ง 10 ^ -11 = H_3O ^ (+) ^ 2 #
(ตามที่เราสามารถสันนิษฐานได้ว่าหนึ่งโมเลกุลไฮโดรเนียมจะต้องก่อตัวขึ้นสำหรับแอมโมเนียทุกรูปแบบที่เกิดขึ้นนอกจากนี้ # K_a # มีขนาดเล็กดังนั้น #x 0.1 #.)
# H_3O ^ (+) = 7.45 ครั้ง 10 ^ -6 #
# ค่า pH = -log H_3O ^ (+) #
# pH = -log (7.45 ครั้ง 10 ^ -6) #
#pH ประมาณ 5.13 #
สำหรับ b):
(ผม) กำหนดสายพันธุ์ที่มีอยู่หลังจากการผสม
สมการของปฏิกิริยาคือ
#color (white) (mmmmm) "OH" ^ "-" + "NH" _4 ^ "+" -> "NH" _3 + "H" _2 "O" #
# "I / mol": color (white) (mll) 0.010 color (white) (mll) 0.010color (white) (mol / L) 0 #
# "C / mol": color (white) (m) "- 0.010" color (white) (ml) "- 0.010" color (white) (m) "+ 0.010" #
# "E / mol": color (white) (mll) 0color (white) (mmmm) 0color (white) (mmml) 0.010 #
# "Moles of OH" ^ "-" = "0.100 L" × "0.1 mol" / "1 L" = "0.010 mol" #
# "Moles of NH" _4 ^ "+" = "0.100 L" × "0.1 mol" / "1 L" = "0.010 mol" #
ดังนั้นเราจะมีสารละลาย 200 แอมโมเนียที่มีแอมโมเนีย 0.010 โมลและค่า pH ควรสูงกว่า 7
(ii) คำนวณค่า pH ของสารละลาย
# "NH" _3 = "0.010 mol" / "0.200 L" = "0.050 mol / L" #
สมการทางเคมีสำหรับสมดุลคือ
# "NH" _3 + "H" _2 "O" "" NH "_4 ^" + "+" + "OH" ^ "-" #
ลองเขียนนี่ใหม่อีกครั้ง
# "B" + "H" _2 "O" "" BH "^" + "+" OH "^" - "#
เราสามารถใช้ตาราง ICE เพื่อทำการคำนวณ
#color (สีขาว) (mmmmmmmll) "B" + "H" _2 "O" "BH" ^ "+" + "OH" ^ "-" #
# "ผม / นางสาว" ^ "- 1": สี (สีขาว) (mll) 0.050color (สีขาว) (mmmmmll) 0color (สีขาว) (mmm) 0 #
# "C / นางสาว" ^ "- 1": สี (สีขาว) (มม) "-" xcolor (สีขาว) (mmmmmll) "+" xcolor (สีขาว) (mll) "+" x #
# "E / นางสาว" ^ "- 1": สี (สีขาว) (m) "0.050-" xcolor (สีขาว) (mmmmm) xcolor (สีขาว) (mmm) x #
#K_text (b) = ("BH" ^ "+" "OH" ^ "-") / ("B") = x ^ 2 / ("0.050-" x) = 1.8 × 10 ^ "- 5" #
ตรวจสอบความประมาทเลินเล่อ:
#0.050/(1.8 × 10^'-5') = 3 × 10^3 > 400#. #x 0.050 #
# x ^ 2 / 0.050 = 1.8 × 10 ^ "- 5" #
# x ^ 2 = 0.050 × 1.8 × 10 ^ "- 5" = 9.0 × 10 ^ "- 7" #
#x = 9.5 × 10 ^ "- 4" #
# "OH" ^ "-" = 9.5 × 10 ^ "- 4" สี (สีขาว) (l) "mol / L" #
# "pOH" = -log (9.5 × 10 ^ "- 4") = 3.0 #
# "pH = 14.00 - pOH = 14.00 - 3.0" = 11.0 #
