Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | ||
|
В водном растворе амфолита НА- устанавливаются равновесия:
НА- + Н2О ↔ Н3О+ + А2-
НА- + Н3О+ ↔ Н2А + Н2О
2Н2О ↔ Н3О+ + ОН-
Как видно, [Н3О+] ≠ [А2-], поскольку часть ионов водорода связана в Н2А. Поэтому (с учетом диссоциации воды)
[Н3О+] = [А2-] - [Н2А] + [ОН-]
Подстановка [Н2А], [А2-] и [ОН-], выраженных через Ка(Н2А), Ка(НА-) и Кw дает:
После преобразования получаем
(2-9)
Применительно к конкретным случаям формулу (2-9) можно упростить.
1. Если Ка(Н2А) 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-) >> Ка(Н2А), то
(2-11)
3. Если Ка(НА-) >> Kw, т.е. можно пренебречь [ОН-], то
(2-12)
4. Если С(НА-) >> Ка(Н2А) 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-) >> Ка(Н2А) 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-) >> Ка(Н2S) = 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!