Jakie jest pH roztworu, który wynosi 5,0 × 10-2 M w H2CO3?

Odpowiedź:

Zobacz poniżej:

Ostrzeżenie: Długa odpowiedź!

Wyjaśnienie:

# H_2CO_3 #lub kwas węglowy jest słabym kwasem utworzonym z dwutlenku węgla reagującego z wodą.

# CO_2 (g) + H_2O (l) rightleftharpoons H_2CO_3 (aq) #

Będąc słabym kwasem, tylko częściowo dysocjuje w wodzie i ma stałą dysocjacji, # K_a #, z # 4.3 razy 10 ^ -7 # zgodnie z tą tabelą. Naprawdę, kwas węglowy jest diprotyczny, co oznacza, że może dysocjować dwa razy, więc mamy sekundę # K_a # wartość dla drugiej dysocjacji: # K_a = 4,8 razy 10 ^ -11 #. Który również przyczyni się do # pH #. (aczkolwiek w mniejszym stopniu niż pierwsza dysocjacja)

Ustawmy równanie dysocjacji dla # K_a # pierwszej dysocjacji:

# K_a = (H_3O ^ + razy HCO_3 ^ (-)) / (H_2CO_3) #

Włączmy teraz nasze wartości stężenia kwasu węglowego wraz z # K_a # wartość.

# 4.3 razy 10 ^ -7 = (H_3O ^ + razy HCO_3 ^ (-)) / (5,0 razy 10 ^ -2) #

# 2.15 razy 10 ^ -8 = (H_3O ^ + razy HCO_3 ^ (-)) #

Teraz możemy to założyć # H_3O ^ + = HCO_3 ^ (-) # ponieważ występują w stosunku 1: 1 w roztworze. Pozwala to usunąć pierwiastek kwadratowy z wyrażenia # (H_3O ^ + razy HCO_3 ^ (-)) # znaleźć odpowiednie stężenia:

#sqrt (2,15 razy 10 ^ -8) około (1,47 razy 10 ^ -4) = (H_3O ^ + = HCO_3 ^ (-)) #

Teraz w drugiej dysocjacji # HCO_3 ^ (-) # jon będzie działał jak kwas, a zatem stężenie tego gatunku, które znaleźliśmy w pierwszej dysocjacji, będzie wartością mianownika w nowym # K_a # wyrażenie:

# K_a = (H_3O ^ + razy CO_3 ^ (2 -)) / (HCO_3 ^ -) #

# 4,8 razy 10 ^ -11 = (H_3O ^ + razy CO_3 ^ (2 -)) / (1,47 razy 10 ^ -4) #

#approx 7,04 razy 10 ^ -15 = H_3O ^ + razy CO_3 ^ (2 -) #

#sqrt (7,04 razy 10 ^ -15) około 8,39 razy 10 ^ -8 = H_3O ^ + = CO_3 ^ (2 -) #

Tak więc stężenie jonów oksoniowych, # H_3O ^ + #, które określają # pH #, jest w przybliżeniu # (1,47 razy 10 ^ -4) + (8,39 razy 10 ^ -8) około 1,47 razy 10 ^ -4 #.

Innymi słowy, druga dysocjacja była tak mała, że można ją uznać za nieistotną - ale bądźmy dokładni.

Teraz za pomocą równania znajdź # pH # możemy obliczyć # pH # tego rozwiązania.

# pH = -log H_3O ^ + #

# pH = -log 1,47 razy 10 ^ -4 #

#pH około 3,83 #

Aby przeprowadzić eksperyment naukowy, uczniowie muszą wymieszać 90 ml 3% roztworu kwasu. Mają dostępne 1% i 10% roztworu. Ile ml 1% roztworu i 10% roztworu należy połączyć, aby uzyskać 90 ml 3% roztworu?

Możesz to zrobić za pomocą wskaźników. Różnica między 1% a 10% wynosi 9. Musisz podnieść się z 1% do 3% - różnica 2. Następnie musi być obecnych 2/9 silniejszych rzeczy, lub w tym przypadku 20 ml (i oczywiście 70mL słabszych rzeczy).

Julie chce zrobić 800 g 15% roztworu alkoholu przez zmieszanie 20% roztworu i 40% roztworu. Ile gramów każdego rodzaju potrzebuje?

Julie nie będzie w stanie zrobić 15% roztworu, używając tylko 20% i 40 roztworów, aby uzyskać mieszankę. Każde rozwiązanie zastosowane przez Julie przy użyciu tych dwóch składników będzie miało zawartość alkoholu od 20% do 40%.

Rozwiąż (x 4% roztworu) + (y 12% roztworu) = 200 mg 7% roztworu?

X = 125 i y = 75. Mamy tutaj dwa równania Jeden - x * 4% + y * 12% = 200 * 7% To równanie mówi, że x mg. 4% i y mg. 12% stanowi 200 mg 7%. lub x * 4/100 + y * 12/100 = 200 * 7/100 lub x / 25 + (3y) / 25 = 14 lub x + 3y = 350 .............. ........ (A) Dwa - x + y = 200 ...................... (B) Odejmowanie (B) od (A ), otrzymujemy 2y = 150 tj. y = 75 Stąd x = 125 i y = 75.