Изменение значения pH при разбавлении водой в два раза.

При разбавлении раствора соляной кислоты NaCl вдвое соответственно с объемом воды, происходит смешение двух компонентов, каждый из которых имеет свою концентрацию. Для определения изменения рн необходимо учитывать два фактора: концентрацию и диссоциацию кислоты и основания.

При смешении воды с NaCl происходит диссоциация соляной кислоты и образуется ионный раствор с ccaOH2, содержащий Na+ и Cl-. В свою очередь, вода диссоциирует на ионы H+ и OH-. Концентрация и количество этих ионов можно определить с помощью уравнений диссоциации соляной кислоты и воды.

Для вычисления изменения рн, необходимо учесть количества диссоциированных частиц и их концентрацию в объеме растворов. После разбавления раствора NaCl вдвое, концентрация соляной кислоты уменьшится в два раза, а количество диссоциированных ионов H+ и OH- в растворе увеличится в два раза, так как объем раствора увеличивается в 2 раза.

Теперь взаимодействуют дополнительные ионные пары H+ и OH-. Концентрация гидроксид-ионов собой является средней между начальными значениями концентраций H+ и OH-. Следовательно, концентрация гидроксид-ионов увеличится в два раза по сравнению с начальным состоянием, а концентрация ионов H+ уменьшится в два раза. Степень диссоциации обоих растворов уменьшится в небольших растворах.

Расчет рН при разбавлении и смешивании растворов

Для начала, рассмотрим случай разбавления раствора. Пусть у нас есть раствор с концентрацией C и рН Р. После взятия n объемных единиц этого раствора и добавления k молярных единиц воды, концентрация раствора уменьшится в k раз и составит C/k, где k = 2 в нашем случае.

Для вычисления нового рН раствора используем формулу:

Расчет рН после разбавления раствора

рН = Р + lg(k)

Теперь рассмотрим случай смешивания растворов. Пусть у нас есть два раствора, первый раствор содержит обычный ацетат натрия (CH₃COONa) с рН Р₁ и константой диссоциации K_а1, а второй раствор содержит NH₄Cl с рН Р₂ (pH < 7, так как NH₄OH — слабый основной электролит). Смешаем эти два раствора. В результате произойдет взаимодействие ацетата натрия и хлорида аммония:

Схема реакции взаимодействия

CH₃COONa + NH₄Cl → CH₃COOH + NH₄OH

В результате этой реакции образуются слабый уксусная кислота (CH₃COOH) и слабая щелочь (NH₄OH), которые взаимодействуют сильным водой:

Схема реакции взаимодействия с водой

CH₃COOH + H₂O ↔ CH₃COO^— + H₃O⁺

NH₄OH + H₂O ↔ NH₄O^— + H₃O⁺

Изменение концентрации кислоты и основания после смешения можно определить, учитывая, что диссоциация кислоты и основания протекает по закону сохранения массы:

C_смеш. = C₁ + C_общ.

где C_смеш. — концентрация после смешения,

C₁ — концентрация первого раствора,

C_общ. — концентрация соли, образовавшейся вследствие реакции между кислотой и основанием.

Далее, чтобы рассчитать изменение рН в результате смешения, можно использовать формулу:

Расчет изменения рН после смешения растворов

ΔpH = (pK_а1 — pK_а2)/2 + lg[C_общ./C₁]

Таким образом, мы можем определить, сколько изменится рН при разбавлении и смешивании растворов. Эти расчеты позволяют лучше понять электролитическую систему и успешно решать задачи в области химии.

Вычисление рН раствора полученного смещением

При смешении растворов электролитов происходят различные химические реакции, в результате которых изменяется концентрация ионов в растворе. В частности, при разбавлении раствора полученного смещением, эта концентрация также может изменяться.

Рассмотрим задачу принимая во внимание разбавление водой раствора сoli (например, CaCl2 или NH4Ac) и смешение его с некоторым объемом другой соли или кислоты (например, NaOH, HCl или C2H4O2). Необходимо определить рН раствора после разбавления смесью.

Для решения этой задачи воспользуемся уравнением константы ионизации v-разбавления соли:

v-разбавления соли:

C_{nM}(X^-)=\frac{C_{0M}(X^-)}{v}

где:

C_{nM}(X^-) — концентрация ионов X^- в растворе после разбавления и смешения;

C_{0M}(X^-) — концентрация ионов X^- в растворе до разбавления;

v — коэффициент разбавления, равный объему раствора после разбавления, деленному на объем раствора до разбавления.

Для нахождения рн раствора после разбавления смешением сначала найдем концентрацию ионов H3O+ в растворе (по формуле константы диссоциации воды):

Kw = [{H3O+}]*[{OH-}] = 1.0*10^-14

[{H3O+}]] = \frac{1.0*10^-14}{[{OH-}]]}

Из уравнения константы диссоциации воды следует, что pH раствора равно -логарифму концентрации H3O+ и определяется следующим образом:

pH = -\lg[{H3O+}]]

Тогда, значаение рН, которое получим после разбавления и смешения растворов и которое останется в равновесии, будет равно сумме значения рн и значения -lg[OH^-] в смеси.

pH_{n0} = pH_{n1} + pOH1

Также следует учесть, что концентрация ионов будет изменяться в зависимости от добавленной кислоты или соли. Ниже приведены уравнения для вычисления концентрации ионов H3O+ и OH- для различных комбинаций смешения растворов.

Случай 1: разбавление сoli и добавление кислоты

В этом случае, после разбавления и смешения растворов, концентрация ионов H3O+ будет увеличиваться, а концентрация ионов OH- будет уменьшаться.

Концентрация ионов H3O+ найдется по следующей формуле:

[H3O+] = \frac{n[H3O+]_{0}}{(v_{NaOH} + vHCl)}

Концентрация ионов OH- можно найти, зная константу d-диссоциации кислоты:

[OH-] = \frac{Kw}{[H3O+]}

Тогда pH_{n0} будет равен:

pH_{n0} = pH_{n1} — \lg[H3O+]

Случай 2: разбавление cCa(OH)2 и NH4Ac

В этом случае, после разбавления и смешения растворов, концентрация ионов H3O+ будет увеличиваться, а концентрация ионов OH- будет уменьшаться.

Концентрация ионов OH- найдется по следующей формуле:

[H3O+] = \frac{2n[H3O+]_{0}}{(vCa(OH)2 + vHCl)}

Концентрация ионов OH- можно найти, зная константу а-диссоциации соли:

[OH-] = \frac{Kw}{[H3O+]}

Тогда pH_{n0} будет равен:

pH_{n0} = pH_{n1} — \lg[H3O+]

При разбавлении растворов и смешении, концентрация ионов изменяется в зависимости от добавленных реагентов, что влияет на итоговое значение рн раствора. Вычисление концентрации ионов и рн раствора после разбавления смещением позволяет определить, как изменилась концентрация ионов и рн раствора при данном смешении.

Видео:

Льем воду в кислоту. Шок контент. Химия – Просто

Льем воду в кислоту. Шок контент. Химия – Просто by Химия – Просто 801,285 views 6 years ago 7 minutes, 1 second