回答:
警告!長い答え a)pH 5.13。 b)pH 11.0
説明:
のために):
塩化アンモニウム、 #NH_4Cl# アンモニウムイオンを形成するために溶液に溶ける #NH_4 ^(+)# これは水をプロトン化してアンモニアを形成することによって弱酸として作用する。 #NH_3(水溶液)# とヒドロニウムイオン #H_3O ^(+)(aq)#:
#NH_4 ^(+)(aq)+ H_2O(1) - > NH_3(aq)+ H_3O ^(+)(aq)#
私達が知っているように #K_b# アンモニアについては、 #K_a# アンモニウムイオン用。与えられた酸/塩基対について:
#K_a×K_b = 1.0×10 ^ -14# 標準条件を想定しています。
そう、 #K_a(NH_4 ^(+))=(1.0×10 ^ -14)/(1.8×10 ^ -5)= 5.56×10 ^ -10#
濃度を差し込むと #K_a# 式に値を入れる:
#K_a =(H_3O ^(+)回(NH_3))/(NH_4 ^(+))#
#5.56×10 ^ -10 ~~(H_3O ^(+)×NH_3)/(0.1)#
#5.56倍10 ^ -11 = H_3O ^(+) ^ 2#
(1分子のヒドロニウムが、形成されるアンモニアの1つ1つに対して形成されなければならないと仮定できるので、 #K_a# 小さいので #x 0.1#.)
#H_3O ^(+) = 7.45×10 ^ -6#
#pH = -log H_3O ^(+)#
#pH = -log(7.45×10 ^ -6)#
#pH約5.13#
b)の場合:
(私) 混合後に存在する種を決定します。
反応式は次のとおりです。
#色(白)(mmmmm) "OH" ^ " - " + "NH" _4 ^ "+" - > "NH" _3 + "H" _2 "O"#
# "I / mol":色(白)(mll)0.010色(白)(mll)0.010色(白)(mol / L)0#
# "C / mol":色(白)(m) " - 0.010"色(白)(ml) " - 0.010"色(白)(m) "+ 0.010"#
# "E / mol":色(白)(mll)0色(白)(mmmm)0色(白)(mmml)0.010#
# "OHのモル数" ^ " - " = "0.100 L"× "0.1 mol" / "1 L" = "0.010 mol"#
# "NHのモル数" _4 ^ "+" = "0.100 L"× "0.1 mol" / "1 L" = "0.010 mol"#
そのため、0.010molのアンモニアを含む水溶液を200mL用意し、pHは7より高くする必要があります。
(ii) 溶液のpHを計算する
#"NH" _3 = "0.010 mol" / "0.200 L" = "0.050 mol / L"#
平衡の化学式は
# "NH" _3 + "H" _2 "O" "NH" _4 ^ "+" + "OH" ^ " - "#
これを次のように書き換えましょう。
# "B" + "H" _2 "O" "BH" ^ "+" + "+" OH "^" - "#
計算にはICEテーブルを使用できます。
#色(白)(mmmmmmmll) "B" + "H" _2 "O" "BH" ^ "+" + "OH" ^ " - "#
# "I / mol・L" ^ " - 1":色(白)(mll)0.050色(白)(mmmmmll)0色(白)(mmm)0#
# "C / mol・L" ^ " - 1":色(白)(mm) " - " xcolor(白)(mmmmmll) "+" xcolor(白)(mll) "+" x#
# "E / mol・L" ^ " - 1":色(白)(m) "0.050-" xcolor(白)(mmmmm)xcolor(白)(mmm)x#
#K_text(b)=("BH" ^ "+" "OH" ^ " - ")/("B")= x ^ 2 /( "0.050 - " x)= 1.8×10 ^ " - 5"#
無視できるものをチェックしてください。
#0.050/(1.8 × 10^'-5') = 3 × 10^3 > 400#. #x 0.050#
#x ^ 2 / 0.050 = 1.8×10 ^ " - 5"#
#x ^ 2 = 0.050×1.8×10 ^ " - 5" = 9.0×10 ^ " - 7"#
#x = 9.5×10 ^ " - 4"#
#"OH" ^ " - " = 9.5×10 ^ " - 4"色(白)(l) "mol / L"#
# "pOH" = -log(9.5×10 ^ " - 4")= 3.0#
# "pH = 14.00 - pOH = 14.00 - 3.0" = 11.0#