Question

Oblicz pH roztworu
0,001M FeCl3 pka=2,3

Answer 1

Odpowiedź:

Aby obliczyć pH roztworu 0,001 M FeCl3, musimy najpierw zrozumieć, jakie reakcje chemiczne zachodzą w roztworze.

FeCl3 rozpuszcza się w wodzie, tworząc kationy Fe3+ i aniony Cl-. W wodzie kationy Fe3+ podlegają hydrolizie, co oznacza, że reagują z wodą, tworząc jon hydroniowy H+ i kompleksy hydroksylowe FeOH2+ oraz Fe(OH)2+.

Reakcje hydrolizy kationów Fe3+ są reakcjami kwasowo-zasadowymi. Wartość stałej równowagi reakcji hydrolizy jest określona przez stałą dysocjacji kwasowej (pKa). W przypadku kationów Fe3+ pKa wynosi 2,3.

Aby obliczyć pH roztworu, musimy wyznaczyć stężenie jonów H+ w roztworze. Możemy to zrobić, korzystając z równania reakcji hydrolizy:

Fe3+ + H2O ⇌ FeOH2+ + H+

Stężenie jonów H+ jest równe stężeniu FeOH2+:

[H+] = [FeOH2+]

Stężenie FeOH2+ można wyznaczyć przy pomocy równania stałej równowagi kwasowej:

Ka = [FeOH2+][H+] / [Fe3+]

gdzie Ka jest stałą równowagi hydrolizy, a [Fe3+] to stężenie kationów Fe3+ w roztworze.

Stężenie kationów Fe3+ jest równe stężeniu FeCl3, które wynosi 0,001 M. Możemy teraz podstawić wartości do równania i rozwiązać je dla [H+]:

Ka = [FeOH2+][H+] / [Fe3+]

10^-pKa = [FeOH2+][H+] / [Fe3+]

10^-2,3 = [FeOH2+][H+] / 0,001

0,001 = [FeOH2+][H+]

[FeOH2+] = [H+] = 0,001 M^(1/2)

Stężenie jonów H+ wynosi 0,001 M^(1/2). Aby obliczyć pH, musimy obliczyć ujemny logarytm dziesiętny tego stężenia:

pH = -log[H+]

pH = -log(0,001 M^(1/2))

pH = 5,5

Odpowiedź: pH roztworu 0,001 M FeCl3