Độ pH của dung dịch là kết quả của việc trộn 20,0mL 0,50M HF (aq) và 50,0mL NaOH 0,20M (aq) ở 25 centigrades? (Ka của HF = 7,2 x 10 ^ -4)

Câu trả lời:

Xem bên dưới:

Cảnh báo! CÂU TRẢ LỜI DÀI!

Giải trình:

Hãy bắt đầu bằng cách tìm số mol # NaOH # đưa vào dung dịch, sử dụng công thức nồng độ:

# c = (n) / v #

# c #= đồng ý #mol dm ^ -3 #

# n #= số mol

# v #= thể tích tính bằng lít (# dm ^ 3 #)

# 50,0 ml = 0,05 dm ^ (3) = v #

# 0,2 lần 0,05 = n #

# n = 0,01 mol #

Và để tìm số mol # HF #:

# c = (n) / v #

# 0,5 = (n) /0.02#

# n = 0,1 #

#NaOH (aq) + HF (aq) -> NaF (aq) + H_2O (l) #

Chúng tôi tạo thành 0,1 mol # NaF # trong dung dịch 70ml thu được sau khi phản ứng kết thúc.

Hiện nay, # NaF # sẽ được phân ly trong dung dịch và ion florua #F ^ (-) # sẽ hoạt động như một cơ sở yếu trong giải pháp (Chúng tôi sẽ quay lại vấn đề này).

Vì vậy, bây giờ là thời điểm tốt để thiết lập bảng ICE để tìm số lượng #OH ^ - # các ion hình thành, nhưng trước tiên chúng ta cần biết nồng độ của # NaF #, vì nồng độ được sử dụng trong bảng ICE.

# c = (n) / v #

# c = (0,1 / 0,07) #

#c khoảng 0,143 mol dm ^ -3 # của # NaF # (# = F ^ (-)) #

Phản ứng của ion bột và sự thay đổi nồng độ do đó là:

# "màu (trắng) (mmmmm) F ^ (-) (aq) + H_2O (l) -> HF (aq) + OH ^ (-) (aq) #

# "Ban đầu:" màu (trắng) (mm) 0.143color (trắng) (mmm) -color (trắng) (mmmm) 0color (trắng) (mmmmll) 0 #

# "Thay đổi:" màu (trắng) (iim) -xcolor (trắng) (mmm) -color (trắng) (mmm) + xcolor (trắng) (mmll) + x #

# "Phương trình:" màu (trắng) (mmm) 0.143-xcolor (trắng) (mii) -color (trắng) (mmmm) xcolor (trắng) (mmmmll) x #

Các # K_b # biểu hiện cho ion florua sẽ là:

#K_b = (OH ^ (-) lần HF) / (F ^ (-)) #

Nhưng làm thế nào để chúng ta biết # K_b # đối với ion florua mà chúng ta đã chạm vào trước đó?

Vâng, như chúng ta đã cho rằng phản ứng xảy ra ở 25 độ Celcius, thuộc tính sau đây được áp dụng:

# (K_b) lần (K_a) = 1,0 lần 10 ^ -14 #

Đối với một cặp axit / bazơ - và chúng ta có cặp # HF # và #F ^ (-) #!

Vì thế:

# K_b = (1,0 lần 10 ^ -14) / (7,2 lần 10 ^ (- 4) #

#K_b (F ^ (-)) xấp xỉ 1,39 lần 10 ^ (- 11) #

Vì vậy, bây giờ chúng ta có thể tạo ra một # K_b # biểu hiện và giải quyết cho # x # để tìm sự tập trung của #OH ^ (-) #và do đó tìm thấy # pOH # và sau đó # pH #.

# 1,39 lần 10 ^ (- 11) = (x ^ 2) / (0.143-x) #

# K_b # là nhỏ, do đó, xấp xỉ x nhỏ cho:

# 1,39 lần 10 ^ (- 11) = (x ^ 2) / (0.143) #

# x = OH ^ (-) = sqrt (K_bcdot0.143) #

# = 1,4095 xx 10 ^ (- 6) xấp xỉ 1,41 lần 10 ^ (- 6) #

Hiện nay:

# pOH = -log OH ^ (-) #

# pOH = -log 1,41 lần 10 ^ (- 6) #

#pOH khoảng 5,85 #

Và như chúng tôi ở 25 độ, khách sạn này áp dụng:

# pH + pOH = 14 #

Vì thế, # pH = 14-5,85 #

#color (màu xanh) (pH = 8,15) #