skanuj0065 (15)

MO'¹ ^ł<c

126    _- S. Równowag jonowe w rozckricropydi roztworach wodnych

Znalezienie pierwiastków tego równania jest zadaniem trudnym. Do modelu wyjściowego można jednak wprowadzić założenie upraszczając, które nie wpływa istotnie na obniżenie dokładności obliczeń.

Uproszczenie modela

W bilansie ładunków można pominąć stężenie cząstek wielokrotnie mniejszych od pozostałych. Jony oksoniowe powstają przede wszystkim w reakcji (2-0 (K. ■ 1,77810"*) oraz w reakcji (2.2) (K_w ■ HO"¹⁴). Mrówczany -w reakcji (2.1), a ich stężenie będzie bliskie stężeniu jonów H₃O^ł. Najmniej w układzie będzie jonów OH", których źródłem jest tylko reakcja (2J2). (Równowaga autoprotolizy wody jest przesunięta w kierunku substratów -roztwór kwaśny.). W rozpatrywanym roztworze stężenie jonów mieści się w przedziale:

<W ^H<°’    dm’

roztwór obojętny (o ■ 0%)    roztwór kwaśny (a^s 100K)

Odpowiednio stężenie jonów OH^- przyjmuje wartości w zakresie:

110

-7

mol

dm³

>o__ >M(T

OH

mol

dm³

Załóżmy, że:

^>>COH-

^,SŁ>20’

^COH-

(2.8)

Rozwiązań ie

Zgodnie z uproszczeniem (2.8) w bilansie ładunków można pominąć stężenie jonów wodorotlenkowych. Wtedy:

_ HjO* hcoo-

Podstawiając (2.9) do równania (2.5) otrzymuje się:

(2^)

^CH000ll

'£I^chcoo'

c-c

h₃o*

(2.10)

Podstawiając dalej równania (2.9) oraz (2.10) do (2.3) otrzymuje się równanie kwadratowe z jedną niewiadomą c_H :

c-c

HiO*

(2.11)

5.2. Roztwory fcbliych kwrtwłaadjripoputowycfc

jaz

Stąd: i dalej:

^c^⁺K-^c„^"^K.^csń°

_-K,+Jk;+4-K,c

(2.13)

^CH30- =

(2.13)

Drugi pierwiastek równania (2.12) nie ma sensu fizycznego (c^, < 0). Warto4ó pH oblicza się zgodnie zrównaniem (12).

pH«-logc_Hj0. =*-log

-K-.+^l+AK,;

2

(2.14)

Znając c _H^_Q. z równania (2.4) oblicza się stężenie jonów wodorotlenkowych:

'oh-

(2.15)

' Teraz należy obliczyć stężenia Chcooh i ^ciKOCr- W tym celu z równania (2.3) oblicza się stężenie kwasu niezdysocjowanego:

^chcooh

^CHCOO- ‘^CH[Q*

K.

(2.16)

Zrównanie (2.16) podstawia do bilansu (£5):___

K.

Mi

c-fiE22LfML+o

HCOO"

(2.17)

Stąd:

(2.18)

___-___

HCOO’ _{c 4 C} +1C

_Ml + l    M,0"

K.

Znając c_HC(X). stężenie niezdysocjowanego kwasu mrówkowego oblicza się * równania (2.16).

Obliczenia

Po podstawieniu danych liczbowych otrzymiye się:

_-|Q-»^V(10-³-»)^4-10-»^a.1.0-i0-³'    mol

">⁰'    2    ^{3,420 10} dm¹