ما هو الرقم الهيدروجيني للحل الذي ينتج عن خلط 20.0 مل من 0.50M HF (aq) و 50.0 ملليلتر من 0.20M NaOH (aq) عند 25 درجة مئوية؟ (Ka of HF = 7.2 x 10 ^ -4)

إجابة:

انظر أدناه:

تحذير! اجابة طويلة!

تفسير:

لنبدأ بالعثور على عدد الشامات # # هيدروكسيد الصوديوم وضعت في الحل ، وذلك باستخدام صيغة التركيز:

# ج = (ن) / ت #

# ج #= conc #mol dm ^ -3 #

# ن #= عدد الشامات

#الخامس#= الحجم باللتر (# دسم ^ 3 #)

# 50.0 مل = 0.05 dm ^ (3) = v #

# 0.2 مرة 0.05 = n #

# ن = 0.01 مول

وللعثور على عدد الشامات # # HF:

# ج = (ن) / ت #

# 0.5 = (ن) /0.02#

# ن = 0.1 #

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

نحن شكل 0.1 مول من # # ناف في محلول 70 مل الناتج بعد انتهاء التفاعل.

الآن، # # ناف سيتم فصل في الحل ، وأيون الفلوريد ، ^ # F (-) # سيكون بمثابة قاعدة ضعيفة في الحل (سنعود إلى هذا).

حتى الآن هو الوقت المناسب لإعداد جدول ICE للعثور على كمية #OH ^ - # أيونات أنه يشكل ، ولكن نحن بحاجة أولا إلى معرفة تركيز # # ناف، حيث يتم استخدام التركيزات في جدول ICE.

# ج = (ن) / ت #

# ج = (0.1 / 0.07) #

#c حوالي 0.143 مول dm ^ -3 # من # # ناف (# = F ^ (-)) #

رد فعل أيون الفلوريد والتغيرات الناتجة عن التركيز هي:

# "color (white) (mmmmm) F ^ (-) (aq) + H_2O (l) -> HF (aq) + OH ^ (-) (aq) #

# "الأولي:" اللون (الأبيض) (ملم) 0.143color (أبيض) (ط ط ط) لون (أبيض) (ش ش ش ش) 0color (أبيض) (mmmmll) 0 #

# "تغيير:" اللون (الأبيض) (IIM) -xcolor (أبيض) (ط ط ط) لون (أبيض) (ط ط ط) + xcolor (أبيض) (mmll) + س #

# "المعادلة:" اللون (الأبيض) (ط ط ط) 0.143-xcolor (أبيض) (صناعة المعلومات) لون (أبيض) (ش ش ش ش) xcolor (أبيض) (mmmmll) س #

ال # # K_b التعبير عن أيون الفلوريد هو:

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

ولكن كيف نعرف # # K_b لأيون الفلوريد ، الذي تطرقنا إليه سابق ا؟

حسن ا ، نظر ا لأننا حصلنا على رد فعل عند درجة حرارة 25 درجة مئوية ، تنطبق الخاصية التالية:

# (K_b) مرات (K_a) = 1.0 مرة 10 ^ -14 #

لزوج الحمض / القاعدة - ونصادف وجود زوج # # HF و ^ # F (-) #!

بالتالي:

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

#K_b (F ^ (-)) حوالي 1.39 مرة 10 ^ (- 11) #

حتى الآن يمكننا إنشاء # # K_b التعبير وحل ل # # س للعثور على تركيز ^ #OH (-) #، وبالتالي العثور على # بوه # وبعد ذلك # # الرقم الهيدروجيني.

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

# # K_b صغير ، لذا فإن التقريب x الصغير يعطي:

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

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

# = 1.4095 × 10 ^ (- 6) حوالي 1.41 مرة 10 ^ (- 6) #

الآن:

# بوه = -log OH ^ (-) #

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

تقريب ا 5.85 #

وبما أننا في درجة حرارة 25 درجة تنطبق هذه الخاصية:

# الحموضة + بوه = 14 #

بالتالي،

# الرقم الهيدروجيني = 14 حتي 5،85 #

# اللون (الأزرق) (الرقم الهيدروجيني = 8.15) #