Kérdés:
A pH kiszámítása a gyenge bázis erős savval történő titrálásához
Jay
2015-03-30 21:45:36 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Számítsa ki a pH-t az ekvivalencia ponton a $ \ pu {0.130 M} $ metilamin ($ \ ce {CH3NH2} $) titrálásához a $ \ pu {0.130 M} $ $ \ ce {HCl} értékkel. $. A metilamin $ K_ \ mathrm {b} $ értéke $ {5.0 \ cdot 10 ^ {- 4}} $.

Tehát az egyenlettel kezdtem:

$$ \ ce {HCl + CH3NH2 < = > CH3NH3 + + Cl -} $$

és akkor tudtam, hogy

$$ \ mathrm {pH} = \ mathrm {p } K_ \ mathrm {a} + \ log \ balra (\ frac {\ ce {[base]}} {\ ce {[sav]}} \ jobbra) $$

Szóval, $ {\ log \ left (\ frac {0.130} {0.130} \ right) = \ log 1 = 0} $, majd hozzáadta azt a $ \ mathrm {p} K_ \ mathrm {a} $ -hoz, amelyet a egyenlet

$$ \ mathrm {p} K_ \ mathrm {a} = \ frac {K_ \ mathrm {w}} {K_ \ mathrm {b}} \ quad \ rightarrow \ quad \ mathrm {p } K_ \ mathrm {a} = - \ log (K_ \ mathrm {a}) $$

Miután azonban bedugtam ezeket, hogy kapjak egy $ \ mathrm {pH} $ értéket, kiderült, hogy tévedj, majd megjegyzések szerint egy gyenge bázist erős savval titrálva a térfogat megduplázódik az ekvivalencia ponton, és a koncentrációk a felére csökkennek.

Miért van ez? Most már tudom, hogy az eredeti egyenletem téves volt, és ennek

$$ \ ce {CH3NH3 + < = > H + + CH3NH2} $$

kell lennie, és onnan ICE-t kell készítenem táblázat a $ \ pu {0,0650 M} $ koncentrációval.

Egy válasz:
Yomen Atassi
2015-03-31 19:09:55 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Először is, ha egy gyenge bázist (metil-amint) erős savval titrálunk, a titrálás egyenlete: $$ \ ce {H + (aq) + CH3NH2 -> CH3NH3 +} $$ A titrálás reakciója, mint láthatja, hogy teljes és mennyiségi. A fent említett egyensúly állandója: $$ K = \ frac {K_ \ mathrm b} {K_ \ mathrm w} = 5 \ szor 10 ^ {10} \ gg 10 ^ 3 $$ A semlegesítési egyenlet sztöchiometriája szerint , az egyenértékűségi ponton: $ n _ {\ mathrm {acid}} = n _ {\ mathrm {base}} $ $$ C _ {\ mathrm {acid}}. V _ {\ mathrm {acid}} = C _ {\ mathrm { bázis}}. V _ {\ mathrm {bázis}} $$

Mivel a bázis kezdeti koncentrációja megegyezik a sav kezdeti koncentrációjával, a sav térfogata az ekvivalencia ponton megegyezik a alap: $$ V _ {\ mathrm {acid}} ^ {equiv.} = V _ {\ mathrm {base}} $$ Láthatja, hogy a teljes térfogat megduplázódik.

Most számítsuk ki $ \ mathrm {pH} $ az ekvivalencia ponton: gyenge savunk van a kezdeti koncentrációnál $$ C _ {\ ce {CH3NH3 +}} = \ frac {C _ {\ mathrm {base}}. V _ {\ mathrm {base }}} {V _ {\ mathrm {base}} + V _ {\ mathrm {acid}}} = \ frac {C _ {\ mathrm {base}}. V _ {\ mathrm {base}}} {2V _ {\ mathrm { base}}} = \ frac {C _ {\ mathrm {base}}} {2} = \ frac {0.13} {2} = \ pu {0.065 M} $$ egyensúlyban van a konjugált bázissal: $$ \ ce {CH3NH3 + < = >H + (aq) + CH3NH2} $$ A sav részben disszociál: $$ [\ ce {CH3NH3 +}] = 0,065-x $$ $$ [\ ce {CH3NH2}] = x $ $ $$ [\ ce { H + (aq)}] = x $$ Írjuk fel ennek az egyensúlynak az állandóját: $$ K_ \ mathrm a = 0,2 \ szor 10 ^ {- 10} = \ frac {x ^ 2} {0,065-x} $$ We oldja meg ezt a másodrendű egyenletet, hogy megtalálja a $ x $ értéket, az ion hidronium koncentrációját. Megtaláljuk: $ \ mathrm {pH} = 5,94 $



Ezt a kérdést és választ automatikusan lefordították angol nyelvről.Az eredeti tartalom elérhető a stackexchange oldalon, amelyet köszönünk az cc by-sa 3.0 licencért, amely alatt terjesztik.
Loading...