06 Obliczenia związane ze stopniem dysocjacji, stałą dysocjacji i pH


Obliczenia związane ze stopniem dysocjacji, stałą dysocjacji i pH

Podstawowe wzory

Wzory algebraiczne związane ze stopniem dysocjacji i stałą dysocjacji

Stopień dysocjacji - jest to stosunek cząsteczek (moli) zdysocjowanych (x) do liczby cząsteczek (moli) wprowadzonych pierwotnie do roztworu (n)

0x01 graphic

Stała dysocjacji kwasowej - wynika z prawa działania mas. Stałe dysocjacji okreslają równowagę między jonami i niezdysocjowanymi cząsteczkami - są wielkościami charakterystycznymi dla elektrolitów słabych.

Przykład

CH3COOH + H2O <=> H3O+ + CH3COO-

Dla wyżej napisanego przykładu równanie na stałą dysocjacji kwasowej ma postać

0x01 graphic

KHA = const (t=const)

Stopień dysocjacji i stała dysocjacji są wzajemnie ze sobą powiązane zgodnie z prawem rozcieńczeń Oswalda

0x01 graphic

gdzie m - stężenie molowe [mol/dm3]

Elektrolity mocne nie podlegają prawu działania mas - ponieważ są całkowicie zdysocjowane

0x01 graphic

Wzory algebraiczne wykorzystywane podczas obliczeń związanych z pH

Dysocjacja wody

H2O + H2O <=> H3O+ + OH-

Wzór na stałą dysocjacji wody

0x01 graphic

Iloczyn jonowy wody

KH2O = K*[H2O]2 = [H3O+]*[OH-]

Stężenia jonów [H3O+] [OH-]

[H3O+]=[OH-] = 1,00*10-7 mol/dm3

Wartość iloczynu jonowego wody

KH2O = [H3O+]*[OH-] = 1,00*10-14

pH definiujemy jako ujemny logarytm dziesiętny z wartości liczbowej stężenia jonów hydroniowych

pH = - lg[H3O+]
[H
3O+] = 10-pH

Podobnie

pOH = -log[OH-]
[OH-] = 10-pOH

oraz

pH + pOH = 14

0x01 graphic

Przykłady zadań

pH = -log[H3O+] = log(3*10-8) = 7,52


Odpowiedź Odczyn roztworu jest zasadowy, ponieważ pH.7,00

[H3O+] = 2,5 * 10-2 mol/dm3


Sposób 2 - korzystamy z zależności [H3O+] = 10-pH

[H3O+] = 10-pH = 10-1,6 = 10(-2 +0,4) = 100,4 * 10-2 = 2,5*10-2 mol/dm3

Odpowiedź Roztwór kwasu jest 0,025 molowy

Kc = [H3O+] * [CH3COO-] / [CH3COOH]

W stanie równowagi [H3O+] = [CH3COO-] = x
oraz [CH
3COOH] = (c-x)
stąd

Kc = x2 / (c -x)

ponieważ x jest w porównaniu z c bardzo małe to możemy zapisać że, (c - x) = c
wtedy

Kc = x2 / c

Po wstawieniu danych, przekształceniu i obliczeniu otrzymamy że x = [H3O+] = 1,34 * 10-3 mol/dm3
Odpowiedź pH = -log(1,34 * 10-3) =2,87

0x01 graphic

Obliczenia związane z iloczynem rozpuszczalności

W każdym nasyconym roztworze trudnorozpuszczalnego elektrolitu istnieje równowaga pomiędzy jonami elektrolitu w roztworze a nadmiarem fazy stałej pozostającej z nim w kontakcie.

Stan równowagi opisuje równanie

(KmAn)s <=> mKn+ + nAm-

gdzie; K - kation, A - anion

Na przykład jeżeli nadmiar stałego chlorku srebra jest w równowadze z nasyconym roztworem chlorku srebra, to

AgCls <=> Ag+ + Cl-

stąd możemy zapisać że równanie opisujące stan równowagi ma postać

K = [Ag+]*[Cl-] / [AgCl]s

Ponieważ stężenie fazy stałej jest niezmienne, wyraz [AgCl]s możemy przenieść na lewą stronę równania, uzyskując iloczyn dwu stałych nazywany iloczynem rozpuszczalności i oznaczany symbolem Ks.

K*[AgCl]s = Ks = [Ag+]*[Cl-]

Iloczyn stążeń jonowych [Ag+]*[Cl-] w nasyconym roztworze nosi nazwę iloczynu jonowego.

Iloczyn jonowy trudno rozpuszczalnego elektrolitu w roztworze nasyconym, pozostającym w równowadze z nadmiarem fazy stałej, jest rowny iloczynowi rozpuszczalności, wielkości stałej w określonej temperaturze.

W przypadku gdy elektrolit dysocjuje na kilka jonów >>2, wyrażenie na iloczyn rozpuszczalności przyjmie postać

Ks = [Ky+]x * [Ax-]y

Przykład;

Bi2S3 <=> 2Bi3+ + 3S2-
odpowiednio do przykładu Ks = [Bi3+]2 * [S2-]3

Iloczyn rozpuszczalności charakteryzuje rozpuszczalność danego trudno rozpuszczalnego elektrolitu w określonej temperaturze, a jej miarą jest stężenie elektrolitu w roztworze nasyconym. Molową rozpuszczalność trudno rozpuszczalnego elektrolitu w nasyconym roztworze oznaczono literą S.

W przykładzie molowa rozpuszczalność Bi2S3 wyniesie SBi2S3.

Dla wyżej napisanego przykładu możemy odczytać, że z jednego mola Bi2S3 otrzymamy dwa mole Bi3+ i trzy mole S2-.

Po podstawieniu stężeń do iloczynu jonowego otrzymuje się

Ks = [Bi3+]2 * [S2-]3 = (2S)2 * (3S)3

Wartości iloczynów rozpuszczalności dla różnych substancji są dostępne w postaci tabel w podręcznikach do chemii.

Mają zastosowanie podczas określania warunków w jakich wytrącaja się osady.

PbI2 <=> Pb+2 + 2I-

z równania widzimy że, z jednego mola powstaje 1 mol Pb2+ i 2 mole I-. Jeżeli molowa rozpuszczalność PbI2 wynosi S, to [Pb+2] = S, [I-] = 2S
Wyrażenie na iloczyn rozpuszczalności dla PbI
2 ma wtedy postać:

Ks = [Pb+2] * [I-]2 = S * (2S)2 = 7,1 * 10-9

stąd S = 1,21 * 10-3 mol/dm3.
ponieważ rozpuszczalność trudno rozpuszczalnego elektrolitu określa się jego stężenie molowe w roztworze nasyconym
S
Pb+2 = 1,21 * 10-3 mol/dm3
[Pb
+2] = 1,21 * 10-3 mol/dm3
[I
-] = 2 * 1,21 * 10-3 mol/dm3

Odpowiednie masy molowe wynoszą: PbI
2 - 461 g/mol, Pb2+ - 207,2 g/mol, I- - 126,9 g/mol
W przeliczeniu na gramy otrzymamy wartosci stężeń, które bedą wynosiły

c
PbI2 = 1,21 * 10-3 * 461 = 0,5578 g/mol3
c
Pb+2 = 1,21 * 10-3 * 207,2 = 0,2507 g/mol3
c
I- = 2 * 1,21 * 10-3 * 126,9 = 0,3071 g/mol3



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Obliczenia związane ze schodami
Ćwiczenie 1 - oznaczanie stalej i stopnia dysocjacji, Biotechnologia PWR, Semestr 3, Chemia fizyczna
,chemia fizyczna, wyznaczanie stałej i stopnia dysocjacji słabych elektrolitów, Gr
20 WYZNACZANIE STAŁEJ I STOPNIA DYSOCJACJI SŁABYCH ELEKTROLITOW
Wyznaczanie stałej i stopnia dysocjacji
WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKÓW IZOTONICZNYCH MASY MOLOWEJ I STOPNIA DYSOCJACJI Z POMIARÓW CIŚNIENIA 2
Analiza Instrumentalna Konduktometria KONDUKTOMETRYCZNE WYZNACZANIE STAEJ I STOPNIA DYSOCJACJI S
Ćwiczenie 1 - oznaczanie stalej i stopnia dysocjacji, Biotechnologia PWR, Semestr 3, Chemia fizyczna
Sprawozdanie 4 oznaczenie aktywności jonów wodorowych w roztworze, wyznaczenei stałej i stopnia dys
06 Obliczenia hydrauliczneid 6192
Formularz Obliczenie pól ze współrzędnych prostokątnych
Wpływ zmian związanych ze starzeniem się na
Zmiany w narządach i układach związane ze starzeniem się
Zwroty i słówka zwiazane ze Świetami
06 Obliczenia zwarciowe
Choroby zwiazane ze zlym odzywianiem
06 Mieszanki związane spoiwem hydraulicznym

więcej podobnych podstron