skanuj0084 2

164 5. Równowagi Jonowe w ruzckrtc/onych roztworach wodnych

-(0,175 +1,74 • 10“⁵) + ^(0,175+1,74 • 10^_s)² + 4 1,74 • 10"⁵ 0,225

H«0*

2

=*2,24 10

_s mol dm³

Stężenie jonów wodorotlenkowych oblicza się, korzystając z równania (9.5):

_Co|r=MJ0^=4.46.]0"> S*

^    2,24 10"⁵    dm³

Zgodnie z (9.6) stężenie kationów sodu wynosi:

<W =0,175

Stężenie octanów oblicza się z układu równań (9.4) i (9.7):

CHjCOO"

(c^cJK, _ (0,175+0,225)-1,74-10~ K.+c.

0,175 ^ dm³

_H|0,    1,74 • 10 +2^4 • 10"

Porównując stężenia jonów oksoniowych i wodorotlenkowych, otrzymuje się: C. 'ł'** Mr*

ML= ²’²⁴¹⁰~ -5,010^,»20 4,46 -10"¹⁰

on

Założenie upraszczające (9.11) jest słuszne.

Z kolei podstawiają^ stężenia jonów do bilansu (9.8) stwierdza się, że:

lewa strona bilansu L = c_N#, + c_[|j0. - 0,175+2,24 • 10”⁵ *0,175, prawa strona bilansu P = ^ca,_3C00- + C_0H- = 0,175+4,46 • 10^-10 ■ 0,175. Zadanie zostało rozwiązane prawidłowo (L = P).

Odpowiedź

Otrzymano roztwór, którego wartoścpH wynosi'4,65.

UPROSZCZONY MODEL MATEMATYCZNY II Uproszczenie modelu

W bilansie ładunków (9.8) przy dostatecznie dużym stężeniu formalnym soli i kwasu spełniona jest nierówność:

^CN«* * ^ccn,coo- ^>:>’^COH-

Rozwiązanie

Zgodnie z założeniem (9.19) w równaniu bilansu ładunków (9.8) pomija się stężenie jonów oksoniowych i wodorotlenkowych:

^c» ^=cch,coo-    (920)

Model matematyczny składa się z równań (9.4), (9.S), (9.7) i (9.20). Jeżeli stężenie octanów jest równe stężeniu formalnemu soli, to z równania (9.7) otrzymuje się:

^CCHjCOOH “^C« ^+C» ~^C«ynw "^C»    (9-21)

Podstawiając (9.20) i (9.21) do (9.4), stałą protolizy K, można zapisać równaniem:

c. -c

K.

h,o\

^c.-

(9-22)

Po przekształceniu równanie (9.22) ma postać:

CMS*

a po zlogarytmowaniu równania (9.23) otrzymuje się zależność:

pH-JC, +log^-		(9.24)
r .. _«•	•*.

Obliczenia

Po podstawieniu danych liczbowych otrzymuje się:

pH^a-logi.74 • 10"^{5 +}l°g^j“4.65

Korzystając ze wzoru uproszczonego otrzymano takie samo rozwiązanie jak w modelu matematycznym I.

Przykład 10

Obliczyć zmianę pH roztworu po dodaniu 1 mola kwasu HC1 do 10 dm³:

a)    wody,

b)    kwasu mrówkowego o stężeniu formalnym Ci» 1,0-10^ mol/dm³,

c)    buforu octanowego o stężeniu c,⁹ 0,175 mol/dm³ i c„⁹ 0,225 mol/dm³.