skanuj0095

186 S. Równowagi jonowe w rozcieńczonych roztworach wodnych

^Ks ^{= c}s^cs(^cs^+c)    (13.26)

Ponieważ w sumie (c, + c) składnik pierwszy jest znacznie mniejszy od drogiego:

c, «c,    (13.27)

równanie można zapisać:

(13*28)

(13.29)

K,-c*c

Stąd rozpuszczalność MgNHUPO* w roztworze soli KjPO« wynosi:

Obliczenia

Po podstawieniu danych liczbowych otrzymuje się:

= 5,01-10'

,-s mol dm¹

Rozpuszczalność soli w przeliczeniu na g/100 cm³ roztworu wynosi:

S=

^MM|łiH,P04 _ 5,01-10-* 137

10

10

=6,86-10'

S

100 cm³ roztworu

CZĘŚĆ C

MODEJjSTECHIOMETRYCZNY'--------—    ----

Do modelu stechiometrycznego podanego na początku .gadania (równania (13.1) - (13.6)) należy dodać reakcję protolizy kwasu octowego. Jest to słaby kwas i w roztworze ustala się równowaga:

CHjCOOH + H₂0 CHjCOCT + HjO*    (13.30)

Składniki roztworu: jony Mg²*, NH₄⁺, H₃0⁺, PO4³", HPO,²", H2P0₄", CH₃COO“, OIT" oraz cząsteczki NHj, H3PO4, CHjCOOH i H2O.

MODEL MATEMATYCZNY

W modelu matematycznym podanym w części A zadania należy:

- opisać równowagę reakcji (13.30)

3_Ks.!£M221^£L 3_Kb=io-p^3k* (13.31)

^cch₃cooh

-    dodać bilans materiałowy kwasu octowego, który w roztworze występuje w formie /dysocjowanej i nic/dysocjowancj

^C» ^{31 C}CH|C00łl ^{+ C}CHjCOO"    (13J2)j

-    uwzględnić obecność jonów CHjCOO" w bilansie ładunków (13.16)

^+CHH{ ^+cH_Jo- ^=3cm* ⁺²W ^+ch_ifo; ^+CCH_łCOO- ^+c«r <^13J3>j

oraz podać definicję wielkości pH

pH=-logc_Hj0. c_HiO.=10-'^h    (13.34)

Ocena kompletności modelu

Model matematyczny stanowią równania (13.7) - (13.15) i (13.31) «s (1334). Do modelu podanego w części A przykładu dodano trzy równania (1331), (1332), (13.34) i trzy nowe niewiadome c_CHjCOOH, c_CHjCOO_ oraz

stężenie formalne kwasu octowego c* Wartości p*K« i pH roztworu podano w treści zadania. Model jest kompletny.

Rozwiązanie

Stężenia jonów Mg²*, NHi* i POr^ należy wyrazić poprzez stężenie formalne soli MgNt^PO* c* W tym przypadku jest to problem trudniejszy niż w części A i B zadania, ponieważ należy uwzględnić protolizę jonów NH*

TpoFT

Stężenie jonów NH4⁴ można obliczyć z równań (13.11) i (13.14):

*K.

«nh,--—    (13 35)

^CH,0*

Ponieważ c, = c_NHj⁺c_Nń+ >^{a c}h₃o* ^{= 10}~^?M»¹⁰¹

(1336)

^CNHj

_i+JŁl i+io⁽“^plK-^+pH)

^CHjO*

Stężenie fosforanów(V) można obliczyć z równań (13.8), (13.9), (13.10) i (13.15). Najpierw stężenia jonów HPO*²", H2PO4" i kwasu fosforowego H3PO.1 należy wyrazić za pomocą stężenia jonów PO4³". Z równania (13.8) wyznacza się stężenie wodorofosforanu HPO4²”: