skanuj0086 2

S. Rówmm«|l Jonowe w m/cłtńoonych roztworach wodnych

(10.17)

S. Rówmm«|l Jonowe w m/cłtńoonych roztworach wodnych

które po uporządkowaniu ma postać:

^c^⁺CK.-^c»)^c„^-K..(°_l+^c1)-⁰

(10.18)

Pierwiastek tego równania wynosi:

c

(K. -c,)+J((K. -c,)^ł+4 (K. (c, +C,)

2

(10.19)

Drugi pierwiastek równania (10.18) nie ma sensu fizycznego (c_H^₀, < 0).

Podstawiając (10.19) do równania definicyjnego (12), otrzymuje się zależność pozwalającą obliczyć szukaną wartość pH:

Obliczenia

Po podstawieniu danych liczbowych otrzymuje się:

= 1,00

-(10-^M3 -0,1) + V( -0,1)* +4-10'*”;(1,0■ 10-^J + 0,1) prl = - log---

WERYFIKACJA MODELU MATEMATYCZNEGO

W przykładzie 2 sprawdzono, że w równaniu bilansu ładunków można pominąć stężenie jonów wodorotlenkowych. Założenie upraszczające (10.13) musi więc być również prawidłowe dla mieszaniny kwasu mrówkowego i solnego.

CZĘŚĆ Ć

W przykładzie 9 obliczono, że pH roztworu bufoni octanowego o składzie c, “ 0,175 mol/dm³ i Cj “ 0,225 mol/clm³ wynosi 4,65. Po dodaniu kwasu HCI skład formalny buforu wynosi: stężenie octanu sodu c_s = 0,175 mol/dm³, stężenie kwasu octowego 'c, = 0,225 mol/dm³, stężenie kwasu solnego ²c* = 0,1 mol/dm³.

MODEL STECHIOMETRYCZNY

5*3. Roztwory buforowe

CHjCOOH + HaO « CHjCOO’ + H₃0⁺    {\Q22)

HCl + H₂0-*Cr + HjO^ł •    (10.23)

2H₂0 ~ HjO⁺ + OH^-    i\02A)

Składniki roztworu; jony Na*. H₃0‘. CH,COO‘, Cr, OH", cząsteczki niezdy-socjowanego kwasu CH3COOH i HjO.

MODEL MATEMATYCZNY

Opis równowagi

_K^WV    (10.25)

^c CHjCOOH

^kw“^cHio-^co»-    ^(l0-^2<5)

Bilans materiałowy    ,

^cNa* -°s    0°-²⁷>

^C» ⁺ ‘^C» ⁼⁰CHjCOO-    CHjCOOH    (10.28)

c_a.-²c_a    (10.29)

Zakłada się, że stężenie wody jest stałe i wynosi c_llj0 ■ 55,34 mol/dm³. Bilans ładunków

^CN.* ⁺‘^CH₃₀-^>CCH_JC00' ^+<r0H- ^{+ c}cr    (^l0:30>

W porównaniu z przykładem 9 w modelu występuje dodatkowa niewiadoma c_c|_ opisana równaniem (10.29). Wartość stężenia formalnego kwasu solnego *c, podano w treści zadania. Model jest kompletny.

UPROSZCZONY MODEL MATEMATYCZNY 1 Uproszczenie modelu    * '    * ”*

Do kwaśnego roztworu buforu octanowego dodano kwasu HC1. Wartość pH roztworu będzie więc mniejsza od pH ** 4,65 (dla samego buforu). Można więc przyjąć założenie, że:

V- »«o„-    ~^L>1°

OH^m

i w bilansie ładunków pominąć stężenie jonów wodorotlenkowych

(1031)