Студопедия.Орг Главная | Случайная страница | Контакты | Мы поможем в написании вашей работы!  
 

Расчет рН растворов амфолитов



В водном растворе амфолита НА- устанавливаются равновесия:

НА- + Н2О ↔ Н3О+ + А2-

НА- + Н3О+ ↔ Н2А + Н2О

2О ↔ Н3О+ + ОН-

Как видно, [Н3О+] 2-], поскольку часть ионов водорода связана в Н2А. Поэтому (с учетом диссоциации воды)

3О+] = [А2-] - [Н2А] + [ОН-]

Подстановка [Н2А], [А2-] и [ОН-], выраженных через Ка2А), Ка(НА-) и Кw дает:

После преобразования получаем

(2-9)

Применительно к конкретным случаям формулу (2-9) можно упростить.

1. Если Ка2А) и Ка(НА-) не слишком близки, то можно полагать, что [Н2А] и [А2-] < [НА-] и [НА-] = С(НА-). Тогда

(2-10)

2. Если С(НА-) >> Ка2А), то

(2-11)

3. Если Ка(НА-) >> Kw, т.е. можно пренебречь [ОН-], то

(2-12)

4. Если С(НА-) >> Ка2А) и Ка(НА-) С(НА-) >> Kw, то

(2-13)

ПРИМЕР 12. Рассчитайте рН 0.10 М раствора гидрокарбоната натрия.

Решение. В справочных таблицах находим

Поскольку С(НА-) >> Ка2А) и Ка(НА-) С(НА-) >> Kw, то концентрацию ионов водорода в 0.10 М растворе гидрокарбоната натрия находим по формуле (2-13):

ПРИМЕР 13. Рассчитайте рН 0.010 М раствора гидросульфида натрия.

Решение. В растворе гидросульфида натрия устанавливаются равновесия:

HS- + Н2О ↔ Н3О+ + S2-

HS-+H3O+ ↔ H2S + H2O

Находим константы кислотности: Ка(H2S) = 1.0·10-7 и Ка(HS-) = 1.3·10-13. Итак, С(НS-) >> Ка2S) = 1.0·10-7, но поскольку раствор разбавленный и Ка(НS-) С(НS-) < Kw, то диссоциацией воды пренебречь нельзя и расчет необходимо провести по формуле (2-11):

ПРИМЕР 14. Рассчитайте рН 5.0·10~3 М раствора дигидрофосфата натрия.

Решение. Равновесия в растворе дигидрофосфата натрия

Н2РО4- + Н2О ↔ НРО42- + Н3О+

Н2РО4- + Н3О ↔ Н2РО4 + Н2О

описываются константами кислотности 6.17·10-8 и 7.08·10-3 соответственно.

По условию задачи Ка( Н2РО4- ) >> Kw, но С(Н2РО4-) сопоставима Ка( Н3РО4 ), поэтому расчет концентрации ионов водорода следует провести по формуле (2-12):

ПРИМЕР 15. Рассчитайте рН 0.10 М раствора цианида аммония.

Решение. В растворе цианида аммония содержится донор протонов ион аммония:

NH4+ + Н2О ↔ Н3О+ + NH3 (I)

и акцептор протонов цианид ион:

CN- + Н2О ↔ HCN + ОН- (II)

Следовательно, цианид аммония является амфолитом и для расчета рН можно использовать формулу (2-9). Так как концентрация иона аммония высока, то Ка(NH4+) С(NH4+) >> Kw и

Кислота NH4+ и основание CN- в растворе могут реагировать

NH4+ + CN- ↔ HCN + NH3 (III)

Константа равновесия этой реакции равна:

Величина константы указывает на то, что образующиеся в результате реакции (III) NH3 и HCN подавляют реакции (I) и (II). Следовательно, равновесные концентрации ионов аммония и цианида равны, так как цианид аммония содержит равные количества этих ионов. И, наконец,с учетом, что Ка(HCN) << [CN-] запишем:

В растворах солей, состоящих из катион-кислоты и многоосновного основания, устанавливаются несколько равновесий. Следует пренебречь равновесием с наименьшим Ка. Например, в растворе NH4H2AsO4 величину рН определяет ион H2AsО4-, поскольку Ка(NH4+) << Ка( H3AsО4 ) и Ка(NH4+) << Ка( H2AsО4- ). Поэтому при расчете [Н3О+] используют формулу (2-13)





Дата публикования: 2015-01-13; Прочитано: 4944 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!



studopedia.org - Студопедия.Орг - 2014-2024 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.01 с)...