Περιεχόμενο
Τα ρΗ και ρΚα είναι σημαντικές παράμετροι λύσης σε πολλούς τομείς της χημείας, συμπεριλαμβανομένων υπολογισμών που περιλαμβάνουν ισορροπίες όξινων βάσεων. Το ρΗ είναι το παγκόσμιο μέτρο οξύτητας, που ορίζεται ως ο αρνητικός λογάριθμος, στη βάση 10 της "συγκέντρωσης ιόντων υδρογόνου" ενός διαλύματος και εκφράζεται ως: pH = -log. Οι αγκύλες υποδηλώνουν τη συγκέντρωση και το σύμβολο "+" υποδηλώνει το φορτίο του ιόντος υδρογόνου. Το pKa είναι ο αρνητικός λογάριθμος, στη βάση 10, της "σταθεράς διάστασης" ενός ασθενούς οξέος. Για παράδειγμα, γράφεται η διάσταση ενός ασθενούς οξέος "ΗΑ": Κβ = /, όπου Α- είναι η "συζευγμένη βάση" του οξέος. Επομένως, pKa = -log Ka. Κάθε ασθενές οξύ έχει μοναδική τιμή pKa. Χρησιμοποιήστε την εξίσωση Henderson-Hasselbalch για να υπολογίσετε το pH ενός ρυθμιστικού διαλύματος, το οποίο είναι ένα διάλυμα ενός ασθενούς οξέος και της συζευγμένης βάσης του, όταν είναι γνωστό το pKa του οξέος. Αυτή η εξίσωση εκφράζεται: pH = pKa + log (/).
Υποθέστε ότι έχετε ένα ρυθμιστικό διάλυμα που παρασκευάστηκε προσθέτοντας 25,0 ml ενός διαλύματος υδροξειδίου του νατρίου 0,1 Μ (ΝaΟΗ) σε 75,0 ml διαλύματος 0,1Μ οξικού οξέος (CH3COOH), όπου το "M" υποδηλώνει γραμμομοριακή συγκέντρωση. Σημειώστε ότι το οξικό οξύ αντιδρά με NaOH για να σχηματίσει τη συζυγιακή βάση, CH3C00H-, ως εξής: CH3COOH + NaOH = CH3C00- + Na + H20. Για να υπολογιστεί το ρΗ, είναι απαραίτητο να υπολογιστούν οι ποσότητες βάσης οξέος και συζυγούς στο ρυθμιστικό διάλυμα μετά την αντίδραση.
Υπολογίστε τα αρχικά μόρια βάσης και οξέος στο ρυθμιστικό διάλυμα. Για παράδειγμα, γραμμομόρια ΝαΟΗ = 25,0 ml χ 0,1 mole / λίτρο χ 1 λίτρο / 1000 ml = 0,0025 moles. γραμμομόρια CH3COOH = 75,0 ml χ 0,10 mole / λίτρο χ 1 λίτρο / 1000 ml = 0,0075 moles.
Σημειώστε ότι, κατά την ανάμιξη των διαλυμάτων, το CH3COOH καταναλώνει τα ιόντα ΟΗ- (υδροξυλίου) που συνδέονται με το ΝθΟΗ, έτσι ώστε αυτό που παραμένει είναι 0.0050 moles CH3COOH (οξύ), 0.0025 moles CH3COO- (βάση) και 0 moles OH- .
Αντικαταστήστε την τιμή pKa του οξέος (4,74 για οξικό οξύ) και τις συγκεντρώσεις οξέος και βάσης στην εξίσωση Henderson-Hasselbalch για να υπολογίσετε το ρΗ του ρυθμιστικού διαλύματος. Για παράδειγμα, ρΗ = 4.74 + log (0.0025 / 0.005) = 4.74 + log 0.5 = 4.44.