ما هو الرقم الهيدروجيني للحل الذي هو 5.0 × 10 2 م في H2CO3؟

ما هو الرقم الهيدروجيني للحل الذي هو 5.0 × 10 2 م في H2CO3؟
Anonim

إجابة:

انظر أدناه:

تحذير: إجابة طويلة!

تفسير:

# # H_2CO_3، أو حمض الكربونيك ، هو حمض ضعيف يتكون من ثاني أكسيد الكربون يتفاعل مع الماء.

# CO_2 (g) + H_2O (l) rightleftharpoons H_2CO_3 (aq) #

كونه حمض ضعيف ، سوف ينفصل جزئي ا فقط في الماء ، ويحتوي على ثابت التفكك ، # # K_a، من # 4.3 مرات 10 ^ -7 # حسب هذا الجدول. حقا ، حمض الكربونيك ثنائي البروتينات ، وهذا يعني أنه يمكن أن ينفصل مرتين ، لذلك لدينا ثانية # # K_a قيمة التفكك الثاني: # K_a = 4.8 مرات 10 ^ -11 #. والتي سوف تسهم أيضا في # # الرقم الهيدروجيني. (وإن كان بدرجة أقل من التفكك الأول)

يتيح اقامة معادلة التفكك ل # # K_a من التفكك الأول:

# K_a = (H_3O ^ + مرات HCO_3 ^ (-)) / (H_2CO_3) #

الآن ، دعونا سد قيمنا لتركيز حمض الكربونيك ، جنبا إلى جنب مع # # K_a القيمة.

# 4.3 مرات 10 ^ -7 = (H_3O ^ + مرات HCO_3 ^ (-)) / (5.0 مرات 10 ^ -2) #

# 2.15 مرات 10 ^ -8 = (H_3O ^ + مرات HCO_3 ^ (-)) #

الآن ، يمكننا أن نفترض ذلك # H_3O ^ + = HCO_3 ^ (-) # لأنها موجودة في نسبة 1: 1 في الحل. هذا يسمح بإخراج الجذر التربيعي من التعبير # (H_3O ^ + مرات HCO_3 ^ (-)) # للعثور على التركيزات المعنية:

#sqrt (2.15 مرة 10 ^ -8) تقريب ا (1.47 مرة 10 ^ -4) = (H_3O ^ + = HCO_3 ^ (-)) #

الآن ، في التفكك الثاني ، و # HCO_3 ^ (-) # سيكون الأيون بمثابة الحمض ، وبالتالي فإن تركيز هذا النوع ، الذي وجدناه في التفكك الأول ، سيكون قيمة المقام في الجديد # # K_a التعبير:

# K_a = (H_3O ^ + مرات CO_3 ^ (2 -)) / (HCO_3 ^ -) #

# 4.8 مرات 10 ^ -11 = (H_3O ^ + مرات CO_3 ^ (2 -)) / (1.47 مرة 10 ^ -4) #

#approx 7.04 مرات 10 ^ -15 = H_3O ^ + مرات CO_3 ^ (2 -) #

#sqrt (7.04 مرات 10 ^ -15) تقريب ا 8.39 مرات 10 ^ -8 = H_3O ^ + = CO_3 ^ (2 -) #

لذلك تركيز أيونات الأكسونيوم ، # H_3O ^ + #التي تحدد # # الرقم الهيدروجيني، تقريبا # (1.47 مرة 10 ^ -4) + (8.39 مرات 10 ^ -8) حوالي 1.47 مرة 10 ^ -4 #.

بمعنى آخر ، كان التفكك الثاني صغيرا لدرجة أنه كان من الممكن اعتباره غير مهم ، لكن لنكن دقيقين.

الآن ، باستخدام المعادلة لإيجاد # # الرقم الهيدروجيني يمكننا حساب # # الرقم الهيدروجيني من هذا الحل.

# الرقم الهيدروجيني = -log H_3O ^ + #

# الرقم الهيدروجيني = سجل 1.47 مرات 10 ^ -4 #

# ph تقريبا 3.83 #