약산의 pH를 계산하는 것은 약산이 물에 완전히 분리되지 않기 때문에 강산의 pH를 결정하는 것보다 조금 더 복잡합니다. 다행히도 pH 계산을위한 공식은 간단합니다. 당신이하는 일은 다음과 같습니다.
주요 테이크 아웃 :약산의 pH
- 약산의 pH를 찾는 것은 산이 그의 이온에 완전히 분리되지 않기 때문에 강산의 pH를 찾는 것보다 조금 더 복잡합니다.
- pH 방정식은 여전히 동일하지만 (pH =-log [h]), 산 해리 상수 (k a 를 사용해야합니다. ) [h]. 찾기 위해
- 수소 이온 농도에 대한 두 가지 주요 방법이 있습니다. 하나는 2 차 방정식을 포함합니다. 다른 하나는 약산이 물에 간신히 분리되지 않고 pH에 근사한다고 가정합니다. 당신이 선택한 것을 선택하는 것은 당신이 얼마나 정확한지에 대한 답변에 달려 있습니다. 숙제의 경우 2 차 방정식을 사용하십시오. 실험실에서 빠른 추정을 위해 근사치를 사용하십시오.
pH
0.01 M 벤조산 용액의 pH는 무엇입니까?
주어진 :벤조산 K a =6.5 x 10
솔루션
벤조산은 물에 다음과 같이 분리됩니다.
c 6 h 5 COOH → H + C 6 h 5 COO
k a 에 대한 공식 IS :
k a =[h] [b]/[hb]
여기서 :
[h] =H 이온의 농도
[b] =컨쥬 게이트 염기 이온의 농도
[hb] =반응 hb → h + b
벤조산은 모든 c 6 에 대해 하나의 이온을 분리한다 h 5 COO ION, so [h] =[c 6 h 5 COO].
X가 Hb로부터 분리되는 H의 농도를 나타내고, [HB] =C -x는 초기 농도입니다.
이 값을 k a 에 입력하십시오 방정식 :
k a =x · x/(c -x)
k a =x²/(c -x)
(c -x) k a =x²
x² =ck a -xk a
x² + k a x -ck a =0
2 차 방정식을 사용하여 X를 해결하십시오 :
x =[-b ± (b² -4ac)]/2a
x =[-k a + (k a ² + 4ck a )]/2
** 참고 ** 기술적으로 x에 대한 두 가지 솔루션이 있습니다. X는 용액에서 이온의 농도를 나타내므로 X의 값은 음수 일 수 없습니다.
k a 의 값을 입력하십시오 그리고 C :
k a =6.5 x 10
c =0.01 m
x ={-6.5 x 10 + [(6.5 x 10) ² + 4 (0.01) (6.5 x 10)}/2
x =(-6.5 x 10 + 1.6 x 10)/2
x =(1.5 x 10)/2
x =7.7 x 10
pH :
찾기pH =-log [h]
ph =-log (x)
ph =-log (7.7 x 10)
ph =-(-3.11)
ph =3.11
답변
0.01 m 벤조산 용액의 pH는 3.11입니다.
솔루션 :약산 pH를 찾는 빠르고 더러운 방법
대부분의 약산은 용액에 거의 분리되지 않습니다. 이 용액에서 우리는 산이 7.7 x 10 M에 의해서만 해리 된 것을 발견했다. 원래 농도는 해리 된 이온 농도보다 1 x 10 또는 770 배 더 강했다.
.그런 다음 C -X의 값은 C에 매우 가깝습니다. k a 에서 (c -x)를 대체하는 경우 방정식,
k a =x²/(c -x)
k a =x²/c
이를 통해 2 차 방정식을 사용하여 x :
를 해결할 필요가 없습니다.x² =k a · C
x² =(6.5 x 10) (0.01)
x² =6.5 x 10
x =8.06 x 10
pH를 찾으십시오
pH =-log [h]
ph =-log (x)
ph =-log (8.06 x 10)
ph =-(-3.09)
ph =3.09
두 가지 답변은 0.02 차이만으로 거의 동일합니다. 또한 첫 번째 방법의 X와 두 번째 방법의 X의 차이는 0.000036 M에 불과합니다. 대부분의 실험실 상황에서 두 번째 방법은 "충분히 양호하고 훨씬 간단합니다.
.가치를보고하기 전에 작업을 확인하십시오. 약산의 pH는 7보다 작아야하며 (중성이 아님) 일반적으로 강산의 값보다 작습니다. 예외가 있습니다. 예를 들어, 염산의 pH는 1 mM 용액의 경우 3.01이고, 수중 플루오르 산의 pH는 또한 낮고, 1 mM 용액의 경우 값은 3.27입니다.
.소스
- Bates, Roger G. (1973). pH 결정 :이론 및 실습 . 와일리.
- Covington, A. K.; 베이츠, R. G.; Durst, R. A. (1985). "pH 척도, 표준 기준 값, pH 측정 및 관련 용어의 정의". 순수한 응용 프로그램. 화학 . 57 (3) :531–542. doi :10.1351/pac198557030531
- Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. (2004). 무기 화학 (제 2 판). 프렌 티스 홀. ISBN 978-0130399137.
- Myers, Rollie J. (2010). "100 년의 pH". 화학 교육 저널 . 87 (1) :30–32. doi :10.1021/ed800002c
- Miessler G. L.; tarr d .a. (1998). 무기 화학 ( 제 2 판). Prentice-Hall. ISBN 0-13-841891-8.
