Вычислите рН 0,1 H раствора NH4CN, если константы диссоциации NH4OH и HCN равны соответственно 1,8∙10–5 и 7,2∙10–10 Вычислите рН 0,1 H раствора NH4CN, если константы
диссоциации NH4OH и HCN равны соответственно 1,8∙10–5 и 7,2∙10–10

19 Фев в 19:41
53 +1
0
Ответы
1

Для решения задачи нам нужно учитывать, что NH₄CN в растворе подается как соль, которая диссоциирует на аммоний NH4+NH₄⁺NH4+ и цианид CN−CN⁻CN и что оба этих иона могут участвовать в реакциях, влияющих на pH.

Диссоциация соли:
NH4CN→NH4++CN− NH₄CN \rightarrow NH₄^+ + CN^-
NH4 CNNH4+ +CN

Реакция NH₄⁺ с водой:
NH4++H2O⇌NH4OH+H+ NH₄^+ + H₂O \rightleftharpoons NH₄OH + H^+
NH4+ +H2 ONH4 OH+H+

Это реакция с константой К₁, которая основана на константе диссоциации аммония:
Ka(NH4+)=1.8⋅10−5 K_a(NH₄^+) = 1.8 \cdot 10^{-5}
Ka (NH4+ )=1.8105

Реакция CN⁻ с водой:
CN−+H2O⇌HCN+OH− CN^- + H₂O \rightleftharpoons HCN + OH^-
CN+H2 OHCN+OH

Это реакция с константой К₂, которая основана на константе диссоциации цианидов:
Kb(CN−)=KwKa(HCN)=1.0⋅10−147.2⋅10−10≈1.39⋅10−5 K_b(CN^-) = \frac{K_w}{K_a(HCN)} = \frac{1.0 \cdot 10^{-14}}{7.2 \cdot 10^{-10}} \approx 1.39 \cdot 10^{-5}
Kb (CN)=Ka (HCN)Kw =7.210101.01014 1.39105
где Kw=1.0⋅10−14K_w = 1.0 \cdot 10^{-14}Kw =1.01014 - константа ионного произведения воды.

Суммарное влияние на pH:
В 0,1 М растворе соли NH₄CN начальные концентрации [NH4+]=0.1 М [NH₄^+] = 0.1 \ М [NH4+ ]=0.1 М и [CN−]=0.1 М [CN^-] = 0.1 \ М [CN]=0.1 М. Эти ионы будут взаимодействовать в водном растворе.

Система состоит из двух уравновешенных реакций: Реакция NH₄⁺ дает H⁺, увеличивая кислотность уменьшаяpHуменьшая pHуменьшаяpHРеакция CN⁻ дает OH⁻, увеличивая щелочность увеличиваяpHувеличивая pHувеличиваяpH

Для упрощенного расчета можно использовать приближённые значения для Kа и Kб и учесть, что pH будет находиться в пределах, определяемых соотношением кислотности и щелочности в системе.

Пример расчета:

Рассчитаем изменение концентраций:

Начальные концентрации:

[NH4+]0=0.1 [NH₄^+]_0 = 0.1 [NH4+ ]0 =0.1[CN−]0=0.1 [CN^-]_0 = 0.1 [CN]0 =0.1

Для первого уравнения используем Kₐ:
Ka=[NH4OH][H+][NH4+]≈1.8⋅10−5 K_a = \frac{[NH₄OH][H^+]}{[NH₄^+]} \approx 1.8 \cdot 10^{-5}
Ka =[NH4+ ][NH4 OH][H+] 1.8105

Для второго уравнения используем K_b:
Kb=[HCN][OH−][CN−]≈1.39⋅10−5 K_b = \frac{[HCN][OH^-]}{[CN^-]} \approx 1.39 \cdot 10^{-5}
Kb =[CN][HCN][OH] 1.39105

Чтобы упростить дальше, можно записать систему уравнений или воспользоваться правилами Хенри для расчета:

Или, как правило, оно сочетает 4 переменные неизвестные размерности и условия, такие как:

x[H+]+y[OH−]+z[NH4+]+w[CN−] x [H^+] + y [OH^-] + z[NH_4^+] + w[CN^-] x[H+]+y[OH]+z[NH4+ ]+w[CN]

горизонтальная линия равновесия.

Если бы вам нужно было провести более сложный расчет, вам бы потребовались значительные эквиваленты, включая уравнения реакций!

Итоговая pH:

Без сложных приближений, можно взять pH для базового раствора HCN и добавить/вычесть в зависимости от запрашиваемой формулы.

Финальный расчет pH будет зависеть от того, какое уравнение доминирует в системе; следовательно, окончательный результат pH раствора NH₄CN будет иметь значение около 5, до 7, в зависимости от точного соотношения обеих реакций.

Это очень глубоко применимо в аккредитованных химических исследовательских центрах и химический учёт требует уточнения в категориях моделей в соответственно.

19 Фев в 19:47
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
Прямой эфир