Вычислить рН водного раствора соли, гидролизованной и по катиону и по аниону, и степень гидролиза этой соли если константы диссоциации основания и кислоты, образующих соль, при данной температуре соответственно равны: Кb = 1,8-105 и Кa = 1,75-10-5.
Вычислить рН водного раствора соли, гидролизованной и по катиону и по аниону, и степень гидролиза этой соли если константы диссоциации основания и кислоты, образующих соль, при данной температуре соответственно равны: Кb = 1,8-105 и Кa = 1,75-10-5.
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Для решения данной задачи мы будем использовать концепцию гидролиза солей и связанные с этим расчеты.
Сначала рассмотрим реакцию гидролиза соли. Соль, которая гидролизуется как по аниону, так и по катиону, может быть представлена в виде следующей реакции:
Salt↔A−+B+ \text{Salt} \leftrightarrow \text{A}^- + \text{B}^+ Salt↔A−+B+
Гидролиз по аниону:
A−+H2O⇌HA+OH− \text{A}^- + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{HA} + \text{OH}^- A−+H2 O⇌HA+OH−
Гидролиз по катиону:
B++H2O⇌HB+H+ \text{B}^+ + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{HB} + \text{H}^+ B++H2 O⇌HB+H+
Константы равновесия для этих реакций следующие:
Для аниона:
Ka=[HA][OH−][A−] K_{a} = \frac{[\text{HA}][\text{OH}^-]}{[\text{A}^-]}
Ka =[A−][HA][OH−]
Для катиона:
Kb=[HB][H+][B+] K_{b} = \frac{[\text{HB}][\text{H}^+]}{[\text{B}^+]}
Kb =[B+][HB][H+]
Связь между константами Ka K_a Ka и Kb K_b Kb для конъюгированных кислот и оснований задается уравнением:
Kw=Ka⋅Kb K_w = K_a \cdot K_b Kw =Ka ⋅Kb где Kw K_w Kw — ионное произведение воды при данной температуре при25°C(Kw=1.0×10−14)при 25°C ( K_w = 1.0 \times 10^{-14} )при25°C(Kw =1.0×10−14).
Сначала найдем Kw K_w Kw для данной системы:
Kw=Ka⋅Kb=(1.75×10−5)⋅(1.8×10−5)=3.15×10−10 K_w = K_a \cdot K_b = (1.75 \times 10^{-5}) \cdot (1.8 \times 10^{-5}) = 3.15 \times 10^{-10}
Kw =Ka ⋅Kb =(1.75×10−5)⋅(1.8×10−5)=3.15×10−10
Теперь мы можем рассчитать Kh K_h Kh для гидролиза соли. Поскольку у нас имеются значения Ka K_a Ka и Kb K_b Kb , мы можем записать выражение для Kh K_h Kh :
Kh=KwKa⋅Kb K_h = \frac{K_w}{K_a \cdot K_b}
Kh =Ka ⋅Kb Kw
Так как в нашем случае Kw K_w Kw остается постоянной, мы можем вычислить степень гидролиза α \alpha α:
α=Ka⋅Kbc \alpha = \frac{K_a \cdot K_b}{c}
α=cKa ⋅Kb где c c c — концентрация соли в растворе.
Теперь, если у нас известны значения Ka K_a Ka и Kb K_b Kb , мы можем найти pH и степень гидролиза в зависимости от начальной концентрации соли.
Для нахождения pH и степени гидролиза этих соединений или для более конкретного расчета потребуется также значение начальной концентрации раствора соли. В противном случае результаты могут быть выражены в общем виде.
Если стартовая концентрация, например, равна 1 М, то:
α=Ka⋅Kbc=(1.75×10−5)⋅(1.8×10−5)1≈1.8×10−5 \alpha = \sqrt{\frac{K_a \cdot K_b}{c}} = \sqrt{\frac{(1.75 \times 10^{-5}) \cdot (1.8 \times 10^{-5})}{1}} \approx 1.8 \times 10^{-5}
α=cKa ⋅Kb =1(1.75×10−5)⋅(1.8×10−5) ≈1.8×10−5
pH можно найти по следующей формуле:
pH=−log[H+]=−log(Ka⋅α)=−log((1.75×10−5)⋅(1.8×10−5)) pH = -\log[\text{H}^+] = -\log(K_a \cdot \alpha) = -\log((1.75 \times 10^{-5}) \cdot (1.8 \times 10^{-5}))
pH=−log[H+]=−log(Ka ⋅α)=−log((1.75×10−5)⋅(1.8×10−5))
Эти расчеты являются общими. Если вы предоставите конкретную концентрацию раствора, я смогу помочь в более точных вычислениях.