stopien dysocjacji z pH

olamanola · Post autor: **olamanola** » 25 sie 2014, o 17:49

Oblicz stopień dysocjacji kwasu chlorooctowego \(\displaystyle{ ClCH_{2}COOH}\) w roztworze, którego pH = 3.71-- 25 sie 2014, o 18:12 --I jeszcze mam problem z takim zadaniem, nie wiem jak sie za nie zabrac prosze o pomoc.

Chlorowodór wydzielony z 11.7g chemicznie czystego NaCl zaabsorbowano w \(\displaystyle{ 1dm^{3}}\)
0.1 molowego roztworu NAOH. Oblicz pH otrzymanego roztworu.

pesel · Post autor: **pesel** » 25 sie 2014, o 19:12

1.

\(\displaystyle{ HA \iff H^{+}+A^{-}}\)

\(\displaystyle{ [H^{+}] \approx [A^{-}] = \alpha \cdot C_{HA}}\)

\(\displaystyle{ [HA]=C_{HA}(1- \alpha)}\)

\(\displaystyle{ K_{HA}= \frac{[H^{+}][A^{-}]}{[HA]}= \frac{\alpha^{2} \cdot C_{HA}^{2} }{C_{HA}(1- \alpha)}=\frac{\alpha^{2} \cdot C_{HA}}{(1- \alpha)}}\)

\(\displaystyle{ [H^{+}]= \sqrt{K_{HA}C_{HA}} \to C_{HA}= \frac{[H^{+}]^{2}}{K_{HA}}}\)

\(\displaystyle{ K_{HA}= \frac{\alpha^{2} \cdot C_{HA}}{(1- \alpha)}=\frac{\alpha^{2} \cdot \frac{[H^{+}]^{2}}{K_{HA}}}{(1- \alpha)}}\)

\(\displaystyle{ K_{HA}^{2}(1- \alpha)=[H^{+}] \alpha^{2}=10^{-2pH} \alpha^{2}}\)

\(\displaystyle{ 10^{-2pH} \alpha^{2}+ K_{HA}^{2} \alpha-K_{HA}^{2}=0}\)

Rozwiązujemy równanie kwadratowe.

2.

\(\displaystyle{ n_{HCl}=n_{NaCl}= \frac{m_{NaCl}}{M_{NaCl}}= \frac{11.7g}{58.5 \ g/mol}=0.2 \ mola}\)

\(\displaystyle{ n_{NaOH}=C_{NaOH} \cdot V_{NaOH}=0.1 \ mol/dm^3 \cdot 1 \ dm^{3}=0.1 \ mola}\)

NaOH i HCl reagują w stosunku molowym 1:1, a więc pozostanie 0.1 mola nieprzereagowanego HCl.

\(\displaystyle{ [H^{+}]=C_{HCl}= \frac{n_{HCl}}{V}= \frac{0.1 \ mola }{1 \ dm^{3}}=0.1 \ mola/dm^{3}}\)

\(\displaystyle{ pH=-log[H^{+}]=-log(0.1)=1}\)

olamanola · Post autor: **olamanola** » 25 sie 2014, o 20:20

skoro \(\displaystyle{ [H^{+}]= \sqrt{K_{HA}C_{HA}}}\) to nie powinno po przeksztalceniu byc \(\displaystyle{ C_{HA}= \frac{[H^{+}]^{2}}{K_{HA}}}\) ?

pesel · Post autor: **pesel** » 25 sie 2014, o 20:24

Jasne, że tak. Poprawiłem.

olamanola · Post autor: **olamanola** » 25 sie 2014, o 20:34

to są tak malutkie liczby że żaden kalkulator internetowy nie chce mi tego policzyć a jak liczę na własną rękę to wychodzą głupoty ale zakładam że sposób jest dobry więc dziękuję

pesel · Post autor: **pesel** » 25 sie 2014, o 20:53

Od razu żaden...

Kod: Zaznacz cały

http://chemia.zadaniagimnazjum.pl/rozwizywanie-rowna.html

olamanola · Post autor: **olamanola** » 26 sie 2014, o 10:17

to ja w takim razie wariuje bo jak wstawiam liczby wychodzi mi prawie 1 a w odpowiedziach jest 0.894 moze cos zle wstawiam ale probowalam juz wiele razy

pesel · Post autor: **pesel** » 26 sie 2014, o 12:26

Jaką masz stałą dysocjacji tego kwasu?

olamanola · Post autor: **olamanola** » 26 sie 2014, o 13:49

\(\displaystyle{ 1.6*10^{-3}}\)

pesel · Post autor: **pesel** » 26 sie 2014, o 14:28

A widzisz.

Popatrzmy. Jakbyśmy mieli roztwór słabego kwasu w wodzie to:

\(\displaystyle{ C_{HA}= \frac{[H^{+}]^{2}}{K_{HA}}= \frac{10^{-3.71 \cdot 2}}{1.6 \cdot 10^{-3}} = 2.37 \cdot 10^{-5}}\)

Ale:

\(\displaystyle{ -logC_{HA}=4.62>3.71}\)

Czyli nawet jakby ten kwas był mocny to przy takim stężeniu nie mógłby dać tak niskiego pH (najniższe pH jakie mógłby zrobić po całkowitej dysocjacji to 4.62).
Oznacza to, że nasz roztwór nie jest tylko roztworem kwasu chlorooctowego w wodzie, ale jest zakwaszony jakimś mocnym kwasem, który "robi" taki niskie pH. Inaczej mówiąc protony nie pochodzą tylko z kwasu chlorooctowego.

\(\displaystyle{ K_{HA}= \frac{[H^{+}][A^{-}]}{[HA]}}\)

\(\displaystyle{ \frac{K_{HA}}{[H^{+}]}= \frac{[A^{-}]}{[HA]}= \frac{C_{HA} \alpha}{C_{HA}(1- \alpha)}= \frac{\alpha}{1- \alpha}= \frac{1.6 \cdot 10^{-3}}{10^{-3.71}} =8.206}\)

\(\displaystyle{ \alpha=0.892}\)

olamanola · Post autor: **olamanola** » 26 sie 2014, o 14:48

W życiu bym sama nie wpadła na to, dziekuję! -- 26 sie 2014, o 15:04 --dobra jeszcze coś chodzi o rachunki bo coś mi sie nie zgadza jeżeli \(\displaystyle{ \frac{ \alpha }{1- \alpha } =8.206}\) to przeksztalcajac jak uczyli w podstawowce to \(\displaystyle{ 8.206-8.206 \alpha = \alpha}\) zatem \(\displaystyle{ 9 \alpha =8.206}\) i wychodzi \(\displaystyle{ \alpha =0.912}\) czy coś mi umknęło?

pesel · Post autor: **pesel** » 26 sie 2014, o 15:10

olamanola pisze:dobra jeszcze coś chodzi o rachunki bo coś mi sie nie zgadza jeżeli frac{ alpha }{1- alpha } =8.206 to przeksztalcajac jak uczyli w podstawowce to 8.206-8.206 alpha = alpha zatem 9 alpha =8.206 i wychodzi alpha =0.912 czy coś mi umknęło

Coś umknęło ale niedużo.

\(\displaystyle{ \frac{ \alpha }{1- \alpha } =8.206}\)

\(\displaystyle{ \alpha = 8.206 \cdot (1- \alpha)= 8.206- 8.206 \cdot \alpha}\)

\(\displaystyle{ 9.206 \alpha =8.206}\)

\(\displaystyle{ \alpha = \frac{8.206}{9.206}}\)

olamanola · Post autor: **olamanola** » 26 sie 2014, o 15:50

za duzo nauki widocznie dziekuje