Question

Azotan (III) sodu i benzoesan sodu są stosowane jako konserwanty żywności. Wiadomo, że ich stałe dysocjacji wynoszą odpowiednio: K HNO2 = 0,0004, K C6H5COOH = 0,000065 Który z powyższych związków w roztworze wodnym będzie wykazywał wyższe pH przy tych samych stężeniach molowych? Zapisz równanie reakcji hydrolizy związku o wyższym pH w formie jonowej skróconej.

Answer 1

Odpowiedź:

Wyjaśnienie:

Dane:

Ka HNO₂ = 4*10⁻⁴

Ka C₆H₅COOH = 6,5*10⁻⁵

Załóżmy Cm = 1mol/dm³ dla ułatwienia obliczeń

Rozwiązanie

Jak doprowadzić do obliczenia pH obu soli?

NaNO₂

Jest to sól słabego kwasu i mocnej zasady. Ulega hydrolizie anionowej.

NaNO₂ =[H₂O]= Na⁺  + NO₂⁻

NO₂⁻ + H₂O  = HNO₂  +  OH⁻

Odczyn soli jest zasadowy.

• Musimy obliczyć Kb:

Korzystamy z iloczynu jonowego wody:

Kw = Ka*Kb = 10⁻¹⁴

Kb = Kw / Ka

Kb = 10⁻¹⁴/4*10⁻⁴ = 0,25*10⁻¹⁰

• Obliczmy stopień dysocjacji, α:

Korzystamy ze wzoru uproszczonego:

K = α²*C;   C/K >400

α = √K/C = √0,25*10⁻¹⁰ = 0,5*10⁻⁵

• Obliczmy stężenie jonów OH⁻

α = [OH⁻]/C

[OH⁻] = 0,5*10⁻⁵*1 = 0,5*10⁻⁵mol/dm³

• Obliczmy pOH i pH:

pOH = -log[OH⁻] = -log(0,5*10⁻⁵) = 5,3

pH = 14 - pOH

pH = 14 - 5,3 = 8,7

C₆H₅COONa

Jest to sól słabego kwasu i mocnej zasady. Ulega hydrolizie anionowej.

C₆H₅COONa =[H₂O]= C₆H₅COO⁻  + Na⁺

C₆H₅COO⁻  + H₂O = C₆H₅COOH  + OH⁻

Odczyn soli jest zasadowy.

• Musimy obliczyć Kb:

Korzystamy z iloczynu jonowego wody:

Kw = Ka*Kb = 10⁻¹⁴

Kb = Kw / Ka

Kb = 10⁻¹⁴/6,5*10⁻⁵ = 0,15*10⁻⁹

• Obliczmy stopień dysocjacji, α:

Korzystamy ze wzoru uproszczonego:

K = α²*C;   C/K >400

α = √K/C = √1,5*10⁻¹⁰ = 1,22*10⁻⁵

• Obliczmy stężenie jonów OH⁻

α = [OH⁻]/C

[OH⁻] = 1,22*10⁻⁵*1 = 1,22*10⁻⁵mol/dm³

• Obliczmy pOH i pH:

pOH = -log[OH⁻] = -log(1,22*10⁻⁵) = 4,9

pH = 14 - pOH

pH = 14 - 4,9 = 9,1

• Wyższe pH ma benzoesan sodu.

• Hydroliza:

C₆H₅COO⁻ + H₂O = C₆H₅COOH  + OH⁻  hydroliza anionowa