Mikä on liuoksen pH, joka on seurausta sekoittamisesta 20,0 ml 0,50 M HF: a (aq) ja 50,0 ml 0,20 M NaOH: a (vesiliuos) 25 ° C: ssa? (Ka HF = 7,2 x 10 ^ -4)

Mikä on liuoksen pH, joka on seurausta sekoittamisesta 20,0 ml 0,50 M HF: a (aq) ja 50,0 ml 0,20 M NaOH: a (vesiliuos) 25 ° C: ssa? (Ka HF = 7,2 x 10 ^ -4)
Anonim

Vastaus:

Katso alempaa:

Varoitus! PITKÄ VASTAUS!

Selitys:

Aloitetaan löytämällä moolien määrä # NaOH # lasketaan liuokseen käyttäen pitoisuuskaavaa:

# C = (n) / v #

# C #= conc in #mol dm ^ -3 #

# N #= moolien lukumäärä

# V #= tilavuus litroina (# Dm ^ 3 #)

# 50,0 ml = 0,05 dm ^ (3) = v #

# 0.2 kertaa 0,05 = n #

# n = 0,01 mol #

Ja löytää moolien määrä # HF #:

# C = (n) / v #

# 0,5 = (n) /0.02#

# N = 0,1 #

#NaOH (aq) + HF (aq) -> NaF (aq) + H2O (l) #

Muodostamme 0,1 moolia # NaF # saatuun 70 ml: n liuokseen sen jälkeen, kun reaktio on mennyt loppuun.

Nyt, # NaF # hajoaa liuoksessa ja fluoridi-ioni, #F ^ (-) # toimii heikkona perustana ratkaisussa (palaamme tähän).

Joten nyt on hyvä aika perustaa ICE-taulukko löytääksesi määrän #OH ^ - # sen muodostamat ionit, mutta meidän täytyy ensin tietää # NaF #, koska pitoisuuksia käytetään ICE-taulukossa.

# C = (n) / v #

# C = (0,1 / 0,07) #

#c noin 0,143 mol dm ^ -3 # of # NaF # (# = F ^ (-)) #

Flouridi-ionin reaktio ja siitä johtuvat pitoisuusmuutokset ovat:

# "väri (valkoinen) (mmmmm) F ^ (-) (aq) + H2O (l) -> HF (aq) + OH ^ (-) (aq) #

# "Initial" väri (valkoinen) (mm) 0.143color (valkoinen) (kkk) väri (valkoinen) (mmmm) 0color (valkoinen) (mmmmll) 0 #

# "Change" väri (valkoinen) (Hm) -xcolor (valkoinen) (MMM) väri (valkoinen) (MMM) + xcolor (valkoinen) (mmll) + x #

# "Eq:" väri (valkoinen) (kkk) 0,143-xcolor (valkoinen) (mii) väri (valkoinen) (mmmm) xcolor (valkoinen) (mmmmll) x #

# K_b # fluoridi-ionin ilmentyminen olisi:

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

Mutta miten tiedämme # K_b # fluoridi-ionille, jota koskimme aikaisemmin?

No, koska annetaan, että reaktio tapahtuu 25 asteen celsiusasteessa, sovelletaan seuraavaa ominaisuutta:

# (K_b) kertaa (K_a) = 1,0 kertaa 10 ^ -14 #

Happo- / emäsparille - ja meillä on pari # HF # ja #F ^ (-) #!

Siten:

# K_b = (1,0 kertaa 10 ^ -14) / (7,2 kertaa 10 ^ (- 4) #

#K_b (F ^ (-)) noin 1,39 kertaa 10 ^ (- 11) #

Joten nyt voimme luoda a # K_b # ilmaisua ja ratkaista # X # löytää pitoisuus #OH ^ (-) #, ja löytää näin # POH # ja sitten # PH #.

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

# K_b # on pieni, joten pieni x-lähentyminen antaa:

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

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

# = 1.4095 xx 10 ^ (- 6) noin 1,41 kertaa 10 ^ (- 6) #

Nyt:

# POH = -log OH ^ (-) #

# pOH = -log 1,41 kertaa 10 ^ (- 6) #

#pOH n. 5,85 #

Ja koska olemme 25 astetta, tämä ominaisuus koskee:

# PH + POH = 14 #

Siten, # PH = 14-5,85 #

#color (sininen) (pH = 8,15) #