Question

Oblicz pH roztworu po zmieszaniu równych objętności roztworu NH4Cl o stężeniu c = 0,1 mol/dm3 i NH3 o stężeniu c = 0,1 mol/dm3.

Answer 1

Witaj :)

dane:  Cs₀=0,1mol/dm³ NH₄Cl,   Cb₀=0,1mol/dm₃ NH₃,  Vs = Vb = V,  

........stała dysocjacji słabej zasady (base) NH₃ = Kb=1,8*10⁻⁵

........iloczyn jonowy wody = Kw=10⁻¹⁴

szukane:  pH

----------------------------

--- w wyniku zmieszania roztworu słabej zasady NH₃ i roztworu soli NH₄Cl tej słabej zasady i mocnego kwasu HCl otrzymujemy roztwór buforowy,

--- roztwory buforowe służą do utrzymywania praktycznie stałego stężenia jonów wodorowych podczas rozcieńczania roztworu oraz minimalizowanie stężenia jonów wodorowych przy dodawaniu do do roztworu buforowego niewielkich ilości mocnej zasady lub kwasu (takie same ich dodatki do wody destylowanej powodowałyby dramatycznie większe zmiany {H⁺]),

--- w wyniku zmieszania jednakowych objętości roztworów, końcowa objętość wzrasta dwukrotnie, co powoduje dwukrotne rozcieńczenie zarówno NH₄Cl, jak i NH₃ i dlatego w końcowym roztworze będziemy mieć:

Cs = ½Cs₀ = 0,05 M NH₄Cl oraz Cb = ½Cb₀ = 0,05M NH₃

--- stężenie jonów wodorowych [H⁺], a dokładniej [H₃O⁺] dla tego typu roztworów buforowych oblicza się ze wzoru:

[H₃O⁺] = (Kw*Cs)/(Kb*Cb) = 10⁻¹⁴ *0,05/(1,8*10⁻⁵ *0,05) = 10*10⁻¹⁵/1,8*10⁻⁵ =

[H₃O⁺] = 5,555(5)*10⁻¹⁰

pH = - log 5,555(5)*10⁻¹⁰ = - (0,74 - 10) = 9,26

Szukane pH wynosi 9,26.

Taki sam wynik otrzymujemy ze zlogarytmowanej postaci powyższego wzoru:

pH = 14 + log Kb + log Cb/Cs = 14 + log Kb - log Cs/Cb

Chemicy często stosują oznaczenie pKb = - log Kb podobnie jak w przypadku

pH = - log [H⁺].

 

Semper in altum……………………………………………………………pozdrawiam :)

 

Jeśli podoba Ci się to rozwiązanie, możesz uznać je za najlepsze- wówczas otrzymasz zwrot 15% punktów wydanych na to zadanie. W przypadku 1 rozwiązania możesz to zrobić po godzinie od jego dodania.

PS. W razie wątpliwości - pytaj :)