РH 0,10 М раствора бромида аммония при некоторой температуре равен 5,1. Вычислите степень гидролиза и рН 1,0 М раствора этой соли при данной температуре?
РH 0,10 М раствора бромида аммония при некоторой температуре равен 5,1. Вычислите степень гидролиза и рН 1,0 М раствора этой соли при данной температуре?
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
Чтобы вычислить степень гидролиза и pH 1,0 М раствора бромида аммония NH4BrNH₄BrNH4 Br, начнем с анализа данных, которые у нас есть.
Дано:
Концентрация раствора: 0,10 МpH раствора: 5,1Сначала найдем концентрацию ионов H⁺ в растворе с помощью pH:
[H+]=10−pH=10−5,1≈7,9×10−6 М [H^+] = 10^{-pH} = 10^{-5,1} \approx 7,9 \times 10^{-6} \, \text{М}
[H+]=10−pH=10−5,1≈7,9×10−6М
Далее, бромид аммония NH4BrNH₄BrNH4 Br является солью аммония, которая диссоциирует в воде на ионы NH₄⁺ и Br⁻. Ион NH₄⁺ гидролизуется:
NH4++H2O⇌NH3+H3O+ NH_4^+ + H_2O \rightleftharpoons NH_3 + H_3O^+
NH4+ +H2 O⇌NH3 +H3 O+
Теперь определим концентрацию OH⁻ и других компонентов.
Концентрация NH₄⁺ в растворе 0,10 М. Ниже выведем уравнение для степени гидролиза α \alpha α:[H+]=c⋅α [H^+] = c \cdot \alpha
[H+]=c⋅α
где c=0,10 М c = 0,10 \, \text{М} c=0,10М, следовательно:
[H+]=0,10⋅α=7,9×10−6 [H^+] = 0,10 \cdot \alpha = 7,9 \times 10^{-6}
[H+]=0,10⋅α=7,9×10−6
Теперь решим уравнение для нахождения α \alpha α:
α=7,9×10−60,10=7,9×10−5 \alpha = \frac{7,9 \times 10^{-6}}{0,10} = 7,9 \times 10^{-5}
α=0,107,9×10−6 =7,9×10−5
Таким образом, степень гидролиза для 0,10 М раствора бромида аммония составляет 7,9×10−5 7,9 \times 10^{-5} 7,9×10−5.
Теперь перейдем ко 1,0 М раствору бромида аммония.Обозначим степень гидролиза α′ \alpha' α′ для 1,0 М раствора:
[H+]=c′⋅α′ [H^+] = c' \cdot \alpha'
[H+]=c′⋅α′
где c′=1,0 М c' = 1,0 \, \text{М} c′=1,0М:
[H+]=1,0⋅α′ [H^+] = 1,0 \cdot \alpha'
[H+]=1,0⋅α′
Обращаем внимание на то, что степень гидролиза будет зависеть от начальной концентрации, и чем выше концентрация, тем меньше % будет участвовать в гидролизе. Степень гидролиза может быть найдена из соотношения:
KaKb=c′(c′−c′α′)≈KaKb (при малых α) \frac{K_a}{K_b} = \frac{c'}{(c' - c' \alpha')} \approx \frac{K_a}{K_b} \text{ (при малых } \alpha)
Kb Ka =(c′−c′α′)c′ ≈Kb Ka (при малых α)
При этом, известно, что Ka⋅Kb=Kw=1.0×10−14 K_a \cdot K_b = K_w = 1.0 \times 10^{-14} Ka ⋅Kb =Kw =1.0×10−14.
Для иона аммония:
Ka K_a Ka аммонийаммонийаммоний примерно равен 5.55×10−10 5.55 \times 10^{-10} 5.55×10−10.Kb K_b Kb аммиакаммиакаммиак равен 1.0×10−14Ka \frac{1.0 \times 10^{-14}}{K_a} Ka 1.0×10−14 .Решая для 1,0 М раствора:
Сравнив степени гидролиза, можно использовать уже найденное значение степени гидролиза для 0,10 М:
α′≈7,9×10−510=7,9×10−6. \alpha' \approx \frac{7,9 \times 10^{-5}}{10} = 7,9 \times 10^{-6}.
α′≈107,9×10−5 =7,9×10−6.
Теперь можем найти pH для 1,0 М раствора:
[H+]=1,0⋅α′≈1,0×7,9×10−6=7,9×10−6. [H^+] = 1,0 \cdot \alpha' \approx 1,0 \times 7,9 \times 10^{-6} = 7,9 \times 10^{-6}.
[H+]=1,0⋅α′≈1,0×7,9×10−6=7,9×10−6.
Таким образом:
pH≈−log(7,9×10−6)≈5,1. pH \approx -\log(7,9 \times 10^{-6}) \approx 5,1.
pH≈−log(7,9×10−6)≈5,1.
Таким образом, мы можем заключить, что при переходе от 0,10 М к 1,0 М pH почти не изменится, и станет приблизительно 5,1; но степень гидролиза при этом изменится.
Итак, итоговый ответ:
Степень гидролиза α′≈7,9×10−6 \alpha' \approx 7,9 \times 10^{-6} α′≈7,9×10−6.pH 1,0 М раствора бромида аммония останется примерно равным 5,1 снебольшимиизменениямис небольшими изменениямиснебольшимиизменениями.