محاسبه pH محاسبه pH در محلولهای اسیدها و بازهای ضعیف (متوسط).

07.08.2020

IPV– این مقداری است که در دمای معین برای آب و هر محلول آبی ثابت است، برابر حاصلضرب غلظت یون های هیدروژن و یون های هیدروکسید.

K(H2O) = *

K(H2O) = 1* (t = 25C)

شاخص هیدروژن (pH) یک مشخصه کمی اسیدیته محیط است که برابر با لگاریتم اعشاری منفی غلظت یون های هیدروژن آزاد در محلول است.

شاخص هیدروکسیل (pOH) مقداری برابر با لگاریتم اعشاری منفی غلظت یون های هیدروکسید آزاد در یک محلول است.


خنثی

قلیایی

محاسبه pH محلولهای بازها و اسیدهای قوی و ضعیف.

اسید ضعیف: pH=1/2pKk-1/2lgCk که در آن pK= -lgK ثابت تفکیک یک اسید یا باز ضعیف است.

پایه ضعیف: pH=14-1/2pKo+1/2lgCo

اسید قوی: pH= -lg(zCk) که z تعداد یونهای هیدروژن است.

باز قوی: pH=14+lg(zCo) که z تعداد یون های هیدروکسید است.

محاسبه سیستم های بافر pH. معادلات پایه معادله هندرسون- هاسلباخ.

محلول ها یا سیستم های بافری نامیده می شوند که pH آنها با افزودن مقادیر کمی اسید یا قلیایی قوی به آنها و همچنین رقیق شدن تغییر نمی کند. ساده ترین محلول بافر مخلوطی از یک اسید ضعیف و یک نمک است که یک آنیون با آن اسید مشترک است. به عنوان مثال، مخلوطی از CH 3 COOH - اسید استیک و استات سدیم CH 3 COONa.

طبقه بندی: با توجه به ترکیبی که آنها را تشخیص می دهند

1) اسیدی - از اسید ضعیف و نمک آن تشکیل شده است. به عنوان مثال: اکسی هموگلوبین، بی کربنات فسفات.

2) پایه ها از یک پایه ضعیف و نمک آن تشکیل شده است. به عنوان مثال، آمونیاک: آمفوتریک، آمفولیتیک - شامل موادی است که خواص اسیدها و بازها (بافر پروتئین) را نشان می دهد. برای یک سیستم بافری متشکل از HAn mol/l اسید ضعیف و KtAn mol/l نمک آن، غلظت یون هیدروژن H + =K Han =، معادله هندرسون- هاسلباخ نامیده می شود، بنابراین H + =K HAn = که در آن K هان تفکیک ال ثابت یک اسید ضعیف است. با گرفتن لگاریتم هر دو بخش و معکوس کردن علائم، به معادله ای برای محاسبه pH محلول بافر در نظر گرفته شده pH=p KHAn - lg می رسیم، که در آن p KHAn لگاریتم اعشاری ثابت تفکیک الکتریکی اسید ضعیف است. توانایی یک محلول بافر برای حفظ pH به عنوان اسید یا قلیایی قوی که تقریباً در یک سطح ثابت اضافه می شود نامحدود نیست و با مقدار ظرفیت بافر نامیده شده B محدود می شود. واحد ظرفیت بافر معمولاً به عنوان واحد در نظر گرفته می شود. ظرفیت چنین محلول بافری که تغییر pH آن توسط یک واحد مستلزم وارد کردن اسید یا قلیایی قوی به مقدار 1 مول معادل در هر لیتر محلول است. ظرفیت بافر B را می توان با استفاده از فرمول B= محاسبه کرد. ظرفیت بافر کل خون شریانی به 25.3 میلی مول در لیتر می رسد، در خون وریدی تا حدودی کمتر است و معمولاً 24.3 میلی مول در لیتر افزایش نمی یابد.

مکانیسم اثر بافر به عنوان مثال محلول کلرید آمونیوم.

با افزودن اسید قوی (HCl)

یک اسید قوی (HCl) با یک باز ضعیف (NH4OH) واکنش می دهد.

یک واکنش خنثی سازی رخ می دهد و اسید با مقدار معادل نمک جایگزین می شود.

غلظت یون های هیدروکسید آزاد به دلیل بازی بالقوه هیدروکسید آمونیوم دوباره پر می شود و بنابراین pH محلول عملا تغییر نمی کند.

NH4OH+HCl=NH4Cl+H2O

NH4OH+H+Cl=NH4+Cl+H2O

با افزودن یک پایه قوی (NaOH)

قلیایی (NaOH) با نمک (NH4Cl) واکنش می دهد.

یک باز ضعیف (NH4OH) تشکیل می شود و pH محلول تغییر نمی کند.

NH4Cl+NaOH=NH4OH+NaCl

وظایف بخش محصول یونی آب:

وظیفه 1. محصول یونی آب به چه چیزی گفته می شود؟ برابر با چه چیزی است؟ مشتق عبارت محصول یونی آب را بیاورید. دما چگونه بر محصول یونی آب تأثیر می گذارد؟

راه حل.

آب یک الکترولیت ضعیف است، مولکول های آن به مقدار کمی به یون ها تجزیه می شوند:

H 2 O ↔ H + + OH -

ثابت تعادلواکنش تفکیک آب به شکل زیر است:

K = /

در 22 درجه K = 1.8 × 10 -16.

با نادیده گرفتن غلظت مولکول های آب تفکیک شده و در نظر گرفتن جرم 1 لیتر آب برای 1000 گرم، به دست می آوریم:

1000/18 = 55.56 گرم

K \u003d / 55.56 \u003d 1.8 × 10 -16

= 1.8 × 10 -16 55.56 = 1 10 -14

اسیدیته محلول را تعیین می کند، - قلیایی بودن محلول را تعیین می کند.

در آب خالص = 1 × 10 -7 .

کار نامیده می شود

K H 2 O \u003d \u003d 1 10 -14

محصول یونی آببا افزایش دما افزایش می یابد، زیرا تفکیک آب نیز افزایش می یابد.

اسیدیته یک محلول معمولاً به صورت زیر بیان می شود:

Lg = pOH

pH< 7 در محیط اسیدی

pH > 7در محیط قلیایی

pH = 7در یک محیط خنثی

اسیدیته محیط را می توان با استفاده از.

تکلیف 2- در 100 میلی لیتر از محلولی که PH آن 13 است چند گرم هیدروکسید سدیم در حالت تفکیک کامل قرار دارد؟

راه حل.

pH = -lg

10 -13 M

راه حل.

برای تعیین pHمحلول باید به:

فرض کنید که چگالی محلول 1 است، سپس V(محلول) = 1000 میلی لیتر، m(محلول) = 1000 گرم است.

بیایید دریابیم که در 1000 گرم محلول چند گرم هیدروکسید آمونیوم وجود دارد:

100 گرم محلول حاوی 2 گرم NH 4 OH است

در 1000 گرم - x گرم NH 4 OH

M (NH 4 OH) \u003d 14 + 1 4 + 16 + 1 \u003d 35 گرم در مول

1 مول محلول حاوی 35 گرم NH 4 OH است

مول - 20 گرم NH 4 OH

برای پایه های ضعیف، که NH 4 OH است، رابطه معتبر است

\u003d K H 2 O / (K d. C اصلی) 1/2

طبق داده های مرجع، Kd (NH 4 OH) = 1.77 10 -5 را پیدا می کنیم، سپس

10 -14 / (1.77 10 -5 0.57) 1/2 = 3.12 10 -12

pH \u003d -lg \u003d - lg 3.12 10 -12 \u003d 11.5

راه حل.

pH = -lg

10 - pH

10 -12.5 \u003d 3.16 10 -13 M

pOH = 14 -12.5 = 1.5

pOH=-lg

10 - pOH

10 -1.5 \u003d 3.16 10 -2 M

وظیفه 5. pH محلول غلیظ یک الکترولیت قوی را پیدا کنید - 0.205 MHCl.

راه حل.در غلظت بالا الکترولیت قوی،غلظت فعال آن با غلظت واقعی متفاوت است. اصلاحی برای فعالیت الکترولیت باید انجام شود. تعریف کنیم قدرت یونیراه حل:

I = 1/2ΣC i z i 2، جایی که

C i و z i به ترتیب غلظت و بار یون های منفرد هستند

I \u003d ½ (0.205 1 2 + 0.205 1 2) \u003d 0.205

f H + = 0.83، سپس

آ H + = · f H + = 0.205 0.83 = 0.17

pH = -lg[ آ H+ ] = -lg 0.17 = 0.77

دسته ها، → → →

فرمول PH

pHformula (پش فرمولا) اولین سیستم محصولات و رویه های دارویی- آرایشی است که در نتیجه اتحاد مواد آرایشی و پزشکی ایجاد شده است. این سیستم به شما اجازه می دهد تا با تعدادی از بیماری های پوستی کنار بیایید: آکنه، رنگدانه های بیش از حد، روزاسه، حساسیت شدید و پیری زودرس. در عین حال، محصولات pHformula نه تنها مشکلات موجود را حل می کند، بلکه به عنوان یک پیشگیری کننده عمل می کند و از تکرار وضعیت در آینده جلوگیری می کند.

داستان

آزمایشگاه هایی که pHformula در آن ها ایجاد شد در پایان قرن نوزدهم در بارسلون تاسیس شد. آنها اکنون توسط نسل چهارم خانواده داروسازان متخصص درماتولوژی اداره می شوند. این برند به طور فعال در فعالیت های تحقیقاتی برای اثبات علمی و اثبات اثربخشی محصولات خود سرمایه گذاری می کند و فعالانه با بهترین ها همکاری می کند. موسسات پزشکی. تمام مواد فعال موجود در فرمول ها مواد دارویی- آرایشی و بهداشتی هستند و مطالعات نشان دهنده اثربخشی آنها در حوزه عمومی منتشر شده است.

نقاط قوت برند

محصولات دارویی و آرایشی و بهداشتی
اثربخشی بالینی فرمول ها در زیبایی شناسی زیبایی
استفاده از آخرین پیشرفت های علمی
سیستم تست شده از نظر پوست
سیستم سادهنسخه ها و استفاده از محصولات مراقبت در منزل
یک فرصت منحصر به فرد برای ایجاد ترکیبات چند منظوره از روش های نوسازی پوست
رویه های با راندمان بالا
سطح فعالیت دارویی مواد تشکیل دهنده
محصولات حاوی لانولین و رنگ های مصنوعی نیستند
فرمول pH غیر کومدون زا است (منافذ را مسدود نمی کند)
سیستم نگهدارنده حاوی پارابن نیست
مجتمع حمل و نقل منحصر به فرد PH-DVC™ برای تحویل مواد فعال*
حفاظت قابل اعتماداز اشعه ماوراء بنفش، برای حفظ و بازیابی DNA سلول های پوست ایجاد شده است

*کمپلکس حمل و نقل منحصر به فرد PH-DVC™ به مواد فعال کمک می کند تا به طور یکنواخت به لایه های عمیق تر پوست نفوذ کنند و در نتیجه فراهمی زیستی آنها را افزایش داده و مدت اثر آنها را افزایش می دهد. استفاده از کمپلکس PH-DVC™ به شما امکان می دهد حداکثر غلظت مواد را بدون خطر واکنش های منفی و عوارض معمول اکثر لایه برداری های سنتی اعمال کنید.

سیستم نوسازی پوست با فرمول کنترل شده با pH. مراقبت حرفه ای

سیستم نوسازی پوست کنترل شده با pH فرمولا از 3 مرحله متوالی تشکیل شده است: آماده سازی پوست برای روش های نوسازی، دوره ای از روش های نوسازی حرفه ای، بهبودی پس از دوره. فرآورده های مراقبت خانگی برای آماده سازی و ترمیم پوست دارای فعال ترین ترکیبات هستند و استفاده از آنها برای به دست آوردن نتایج مطلوب و کاهش خطر عوارض ضروری است.

درمان‌های pHformula با محصولات منتخب برای رفع یک مشکل خاص پوستی شخصی‌سازی می‌شوند، اما هدف اصلی هر درمان لایه‌برداری (لایه‌برداری) و همچنین تحریک فعال بازسازی و ترمیم سلولی است.

pHformula اولین خط تولیدی است که از ترکیب آلفا کتو، آلفا هیدروکسی، آلفا بتا و پلی هیدروکسی اسید استفاده می کند. چنین مجموعه ای از اسیدها نسبت به محصولات مبتنی بر یک اسید منفرد در غلظت بالا، آسیب کمتری عمل می کند.

علاوه بر ترکیبی از اسیدها، تمام فرمول های pH فرمول حاوی اجزایی برای ترمیم پوست هستند: ویتامین ها، آنتی اکسیدان ها، عناصر کمیاب، حامل های اکسیژن، متابولیزورها. این مواد به بهبود سریعتر پوست پس از عمل های نوسازی کمک می کنند و احتمال بروز عوارض را کاهش می دهند.

آزمایشگاه phformula طیف وسیعی از درمان‌های نوسازی پوست را توسعه داده است که می‌تواند شرایط مختلف پوست مانند آکنه، روزاسه، علائم پیری، هایپرپیگمانتاسیون را اصلاح کند. همچنین در زرادخانه pHformula روشی با اثری مشابه میکرودرم ابریژن و تکنیک هایی وجود دارد که عملکرد محصولات تجدید کننده و مزوسکوتر درمانی را با هم ترکیب می کند. در فصل بهار و تابستان نیز می توان برای پوست دست، گردن و دکلته و همچنین در ناحیه اطراف چشم عمل های نوسازی انجام داد.

متخصص pHformula با در نظر گرفتن ویژگی های پوست و نتایج مطلوب در مرحله مشاوره، درمان مناسب را برای شما انتخاب می کند.

نشانه های استفاده از سیستم pHformula

1. پیری

پیری نوری (آسیب ناشی از اشعه ماوراء بنفش)
رنگدانه ناهموار
لنتیگو
تلانژکتازی ها
رنگ پوست کدر
هیپرکراتوزیس
بافت ناهموار پوست
چین و چروک های سطحی و متوسط

2. هایپرپیگمانتاسیون

ملاسما
کلواسما
فتوپیگمنتیشن
هایپرپیگمانتاسیون سطحی (اپیدرم)
هیپرپیگمانتاسیون پس از التهاب
لنتیگو خورشیدی
کک و مک

3 مرحله آکنه:

درجه 1: کومدون های باز و بسته، تولید بیش از حد سبوم، منافذ بزرگ شده
درجه 2: کومدون های باز و بسته، پاپول ها و پوسچول های منفرد، التهاب جزئی
درجه 3: آکنه پاپولوپوستولار ملتهب، ظهور عناصر ندولار منفرد

بعد از آکنه

4. قرمزی مزمن (روزاسه)

قرمزی، حساسیت
تلانژکتازی ها

5. مراقبت در منزل

محصولات آرایشی و بهداشتی دارویی برای نوسازی پوست

توصیه های مراقبتی قبل و بعد از لایه برداری pHformula به طور خاص برای تسریع بهبودی و دستیابی به آن فرموله شده است. بهترین نتایجبدون آسیب پوست محصولات خانگی pHformula تمام مواد فعال ضروری (ویتامین ها، آنتی اکسیدان ها، اسیدهای آمینه و غیره) را که از نظر بالینی ثابت شده است برای آماده سازی پوست برای درمان های نوسازی و بهبود سریع از آنها ضروری هستند: کنسانتره های آماده سازی فعال و کنسانتره های احیا کننده. برای حل مشکلات پیری، هایپرپیگمانتاسیون، آکنه و قرمزی مزمن پوست و همچنین وجوه اضافیبرای همه بیماری ها و انواع پوست (پاک کننده، محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش، کرم های صورت، بدن، دست ها، مواد رنگ کننده).

آب خالص یک الکترولیت بسیار ضعیف است. فرآیند تفکیک آب را می توان با معادله بیان کرد: HOH ⇆ H + + OH - . به دلیل تفکیک آب، هر محلول آبی حاوی یون های H + و یون های OH - است. غلظت این یون ها را می توان با استفاده از معادلات محصول یونی برای آب

C (H +) × C (OH -) \u003d Kw،

جایی که Kw است ثابت محصول یونی آب ; در 25 درجه سانتیگراد K w = 10-14.

محلول هایی که غلظت یون های H + و OH در آنها یکسان است محلول های خنثی نامیده می شوند. در محلول خنثی C (H +) \u003d C (OH -) \u003d 10 -7 مول در لیتر.

در محلول اسیدی، C(H +) > C(OH -) و، به شرح زیر از معادله محصول یونی آب، C(H +) > 10-7 مول در لیتر، و C (OH -)< 10 –7 моль/л.

در محلول قلیایی C (OH -) > C (H +); در حالی که در C(OH -) > 10-7 mol/l، و C(H +)< 10 –7 моль/л.

pH مقداری است که اسیدیته یا قلیایی بودن محلول های آبی را مشخص می کند. این مقدار نامیده می شود نشانگر pH و با فرمول محاسبه می شود:

pH \u003d -lg C (H +)

در محلول pH اسیدی<7; в нейтральном растворе pH=7; в щелочном растворе pH>7.

با قیاس با مفهوم "شاخص هیدروژن" (pH)، مفهوم شاخص "هیدروکسیل" (pOH) معرفی می شود:

pOH = –lg C(OH –)

شاخص های هیدروژن و هیدروکسیل با نسبت مرتبط هستند

شاخص هیدروکسیل برای محاسبه pH در محلول های قلیایی استفاده می شود.

اسید سولفوریک یک الکترولیت قوی است که در محلول های رقیق به طور غیر قابل برگشت و به طور کامل بر اساس این طرح تجزیه می شود: H 2 SO 4 ® 2 H + + SO 4 2–. از معادله فرآیند تفکیک می توان دریافت که C (H +) \u003d 2 C (H 2 SO 4) \u003d 2 × 0.005 مول در لیتر \u003d 0.01 مول در لیتر.

pH \u003d -lg C (H +) \u003d -lg 0.01 \u003d 2.

هیدروکسید سدیم یک الکترولیت قوی است که به طور غیر قابل برگشت و به طور کامل بر اساس این طرح تجزیه می شود: NaOH® Na + +OH -. از معادله فرآیند تفکیک، می توان دریافت که C (OH -) \u003d C (NaOH) \u003d 0.1 مول در لیتر.

pOH \u003d -lg C (H +) \u003d -lg 0.1 \u003d 1; pH = 14 - pOH = 14 - 1 = 13.

تفکیک یک الکترولیت ضعیف یک فرآیند تعادلی است. ثابت تعادل نوشته شده برای فرآیند تفکیک یک الکترولیت ضعیف نامیده می شود حد تفکیک . به عنوان مثال، برای فرآیند تجزیه اسید استیک

CH 3 COOH ⇆ CH 3 COO - + H +.

هر مرحله از تفکیک یک اسید پلی بازیک با ثابت تفکیک آن مشخص می شود. ثابت تفکیک - مقدار مرجع; سانتی متر. .

محاسبه غلظت یون (و pH) در محلول‌های الکترولیت‌های ضعیف به حل مسئله تعادل شیمیایی کاهش می‌یابد برای مواردی که ثابت تعادل مشخص است و لازم است غلظت تعادل مواد درگیر در واکنش را پیدا کنیم (نگاه کنید به مثال 6.2 - مشکل نوع 2).

در محلول 0.35٪ NH 4 OH، غلظت مولی هیدروکسید آمونیوم 0.1 مول در لیتر است (نمونه ای از تبدیل درصد غلظت به یک مولی - به مثال 5.1 مراجعه کنید). این مقدار اغلب به عنوان C 0 نامیده می شود. C 0 غلظت کل الکترولیت در محلول است (غلظت الکترولیت قبل از تفکیک).

NH 4 OH به عنوان یک الکترولیت ضعیف در نظر گرفته می شود که به طور برگشت پذیر در یک محلول آبی تجزیه می شود: NH 4 OH ⇆ NH 4 + + OH - (همچنین به یادداشت 2 در صفحه 5 مراجعه کنید). ثابت تفکیک K = 1.8 10 -5 (مقدار مرجع). از آنجایی که یک الکترولیت ضعیف به طور ناقص تجزیه می شود، فرض می کنیم که x mol / L NH 4 OH جدا شده است، سپس غلظت تعادل یون های آمونیوم و یون های هیدروکسید نیز برابر با x mol / L خواهد بود: C (NH 4 +) \u003d C (OH -) \u003d x mol/l. غلظت تعادل NH 4 OH غیر تفکیک نشده عبارت است از: C (NH 4 OH) \u003d (C 0 -x) \u003d (0.1-x) مول در لیتر.

غلظت تعادل همه ذرات بیان شده بر حسب x را در معادله ثابت تفکیک جایگزین می کنیم:

الکترولیت های بسیار ضعیف اندکی تفکیک می شوند (x ® 0) و x در مخرج به عنوان یک عبارت می تواند نادیده گرفته شود:

معمولاً در مسائل شیمی عمومی، x در مخرج نادیده گرفته می شود اگر (در این مورد، x - غلظت الکترولیت تفکیک شده - 10 بار یا کمتر از C 0 متفاوت است - غلظت کل الکترولیت در محلول) .

C (OH -) \u003d x \u003d 1.34 ∙ 10 -3 مول در لیتر؛ pOH \u003d -lg C (OH -) \u003d -lg 1.34 ∙ 10 -3 \u003d 2.87.

pH = 14 - pOH = 14 - 2.87 = 11.13.

درجه تفکیکالکترولیت را می توان به عنوان نسبت غلظت الکترولیت تفکیک شده (x) به غلظت کل الکترولیت (C 0) محاسبه کرد:

(1,34%).

ابتدا، باید درصد غلظت را به مولار تبدیل کنید (به مثال 5.1 مراجعه کنید). V این مورد C 0 (H 3 PO 4) = 3.6 مول در لیتر.

محاسبه غلظت یون های هیدروژن در محلول های اسیدهای ضعیف پلی بازیک فقط برای مرحله اول تفکیک انجام می شود. به طور دقیق، غلظت کل یون های هیدروژن در محلول اسید پلی بازیک ضعیف برابر با مجموع غلظت یون های H + تشکیل شده در هر مرحله از تفکیک است. به عنوان مثال، برای اسید فسفریک C(H +) کل = C(H +) 1 مرحله هر + C(H +) 2 مرحله هر + C(H +) هر 3 مرحله. با این حال، تفکیک الکترولیت های ضعیف عمدتاً در مرحله اول و در مرحله دوم و بعدی - به میزان کمی اتفاق می افتد، بنابراین

C(H +) در 2 مرحله ≈ 0، C(H +) در 3 مرحله ≈ 0 و C(H +) مجموع ≈ C(H +) در 1 مرحله.

اجازه دهید اسید فسفریک در مرحله اول x mol / l تفکیک شود، سپس از معادله تفکیک H 3 PO 4 ⇆ H + + H 2 PO 4 - نتیجه می شود که غلظت های تعادلی یون های H + و H 2 PO 4 - نیز خواهد بود. برابر x mol/l، و غلظت تعادل H 3 PO 4 تفکیک نشده برابر با (3.6–x) mol/l خواهد بود. ما غلظت یون‌های H + و H 2 PO 4 - و مولکول‌های H 3 PO 4 را که بر حسب x بیان می‌شوند را در بیان ثابت تفکیک برای مرحله اول جایگزین می‌کنیم (K 1 = 7.5 10 -3 - مقدار مرجع):

K 1 /C 0 \u003d 7.5 10 -3 / 3.6 \u003d 2.1 10 -3< 10 –2 ; следовательно, иксом как слагаемым в знаменателе можно пренебречь (см. также пример 7.3) и упростить полученное выражение.

;

mol/l;

C (H +) \u003d x \u003d 0.217 مول در لیتر؛ pH \u003d -lg C (H +) \u003d -lg 0.217 \u003d 0.66.

(3,44%)

کار شماره 8

الف) pH محلولهای اسیدها و بازهای قوی را محاسبه کنید. ب) محلول الکترولیت ضعیف و درجه تفکیک الکترولیت در این محلول (جدول 8). چگالی محلول ها را برابر 1 گرم در میلی لیتر در نظر بگیرید.

جدول 8 - شرایط تکلیف شماره 8

گزینه شماره	آ	ب	گزینه شماره	آ	ب
	0.01M H 2 SO 4; 1٪ NaOH	0.35٪ NH4OH
	0.01MCa(OH) 2; 2٪ HNO3	1٪ CH3COOH		0.04M H 2 SO 4 ; 4 درصد NaOH	1٪ NH4OH
	0.5M HClO4; 1% Ba(OH)2	0.98٪ H3PO4		0.7M HClO4; 4% Ba(OH)2	3٪ H3PO4
	0.02M LiOH؛ 0.3٪ HNO3	0.34٪ H2S		0.06M LiOH؛ 0.1٪ HNO3	1.36٪ H2S
	0.1M HMnO 4 ; 0.1٪ KOH	0.031% H2CO3		0.2M HMnO 4 ; 0.2٪ KOH	0.124% H 2 CO 3
	0.4M HCl; 0.08% Ca(OH)2	0.47٪ HNO2		0.8 MHCl؛ 0.03% Ca(OH)2	1.4٪ HNO2
	0.05M NaOH؛ 0.81٪ HBr	0.4٪ H2SO3		0.07M NaOH؛ 3.24٪ HBr	1.23٪ H2SO3
	0.02M Ba(OH) 2; 0.13% HI	0.2٪ HF		0.05M Ba(OH) 2; 2.5٪ HI	2% HF
	0.02M H 2 SO 4 ; 2٪ NaOH	0.7٪ NH4OH		0.06MH 2 SO 4; 0.8٪ NaOH	5٪ CH3COOH
	0.7M HClO4; 2% Ba(OH)2	1.96٪ H3PO4		0.08M H 2 SO 4 ; 3٪ NaOH	4٪ H3PO4
	0.04MLiOH؛ 0.63٪ HNO 3	0.68٪ H2S		0.008MHI; 1.7% Ba(OH)2	3.4٪ H2S
	0.3MHMnO 4 ; 0.56٪ KOH	0.062% H2CO3		0.08M LiOH؛ 1.3٪ HNO3	0.2٪ H2CO3
	0.6M HCl; 0.05% Ca(OH)2	0.94٪ HNO2		0.01M HMnO 4 ; 1٪ KOH	2.35٪ HNO2
	0.03M NaOH؛ 1.62٪ HBr	0.82٪ H2SO3		0.9MHCl; 0.01% Ca(OH)2	2٪ H2SO3
	0.03M Ba(OH) 2; 1.26% HI	0.5٪ HF		0.09M NaOH؛ 6.5٪ HBr	5% HF
	0.03M H 2 SO 4; 0.4٪ NaOH	3٪ CH3COOH		0.1M Ba(OH) 2; 6.4٪ HI	6٪ CH3COOH
	0.002MHI; 3% Ba(OH)2	1% HF		0.04MH 2 SO 4; 1.6٪ NaOH	3.5٪ NH4OH
	0.005 MHBr; 0.24٪ LiOH	1.64٪ H2SO3		0.001M HI; 0.4% Ba(OH)2	5% H3PO4

مثال 7.5 200 میلی لیتر از محلول 0.2M H 2 SO 4 و 300 میلی لیتر از محلول 0.1M NaOH مخلوط شدند. pH محلول به دست آمده و غلظت یون های Na + و SO 4 2– را در این محلول محاسبه کنید.

بیایید معادله واکنش H 2 SO 4 + 2 NaOH → Na 2 SO 4 + 2 H 2 O را به شکل مختصر یون مولکولی بیاوریم: H + + OH - → H 2 O

از معادله واکنش یون - مولکولی نتیجه می شود که فقط یون های H + و OH - وارد واکنش شده و یک مولکول آب را تشکیل می دهند. یون های Na + و SO 4 2- در واکنش شرکت نمی کنند، بنابراین مقدار آنها پس از واکنش مانند قبل از واکنش است.

محاسبه مقادیر مواد قبل از واکنش:

n (H 2 SO 4) \u003d 0.2 mol / l × 0.1 l \u003d 0.02 mol \u003d n (SO 4 2-);

n (H +) \u003d 2 × n (H 2 SO 4) \u003d 2 × 0.02 مول \u003d 0.04 مول؛

n (NaOH) \u003d 0.1 mol / l 0.3 l \u003d 0.03 mol \u003d n (Na +) \u003d n (OH -).

یون های OH - - کمبود دارند. آنها کاملا واکنش نشان می دهند. همراه با آنها، همان مقدار (یعنی 0.03 مول) یون H + واکنش نشان می دهد.

محاسبه تعداد یونها پس از واکنش:

n (H +) \u003d n (H +) قبل از واکنش - n (H +) واکنش نشان داد \u003d 0.04 مول - 0.03 مول \u003d 0.01 مول؛

n (Na +) = 0.03 مول؛ n (SO 4 2-) = 0.02 مول.

زیرا محلول های رقیق مخلوط می شوند

V مشترک "Volution of H 2 SO 4 + V محلول NaOH" 200 ml + 300 ml \u003d 500 ml \u003d 0.5 لیتر.

C(Na +) = n(Na +) / Vtot. \u003d 0.03 مول: 0.5 لیتر \u003d 0.06 مول در لیتر؛

C(SO 4 2-) = n(SO 4 2-) / Vtot. \u003d 0.02 مول: 0.5 لیتر \u003d 0.04 مول در لیتر؛

C(H +) = n(H +) / Vtot. \u003d 0.01 مول: 0.5 لیتر \u003d 0.02 مول در لیتر؛

pH \u003d -lg C (H +) \u003d -lg 2 10 -2 \u003d 1.699.

کار شماره 9

pH و غلظت مولی کاتیون‌های فلزی و آنیون‌های باقیمانده اسید در محلول حاصل از مخلوط کردن محلول اسید قوی با محلول قلیایی را محاسبه کنید (جدول 9).

جدول 9 - شرایط تکلیف شماره 9

گزینه شماره		گزینه شماره	حجم و ترکیب محلول های اسیدی و قلیایی
	300 میلی لیتر NaOH 0.1 مولار و 200 میلی لیتر H 2 SO 4 0.2 M
	2 لیتر 0.05M Ca(OH) 2 و 300 میلی لیتر 0.2M HNO3		0.5 L 0.1 M KOH و 200 میلی لیتر 0.25 M H 2 SO 4
	700 میلی لیتر KOH 0.1 M و 300 میلی لیتر H 2 SO 4 0.1 M		1 لیتر 0.05 مولار Ba(OH) 2 و 200 میلی لیتر HCl 0.8 مولار
	80 میلی لیتر KOH 0.15 M و 20 میلی لیتر 0.2 M H 2 SO 4		400 میلی لیتر NaOH 0.05 M و 600 میلی لیتر H 2 SO 4 0.02 M
	100 میلی لیتر 0.1 مولار Ba(OH) 2 و 20 میلی لیتر هیدروکلراید 0.5 مولار		250 میلی لیتر 0.4M KOH و 250 میلی لیتر 0.1M H 2 SO 4
	700 میلی لیتر NaOH 0.05 مولار و 300 میلی لیتر H 2 SO 4 0.1 M		200ml 0.05M Ca(OH) 2 و 200ml 0.04M HCl
	50 میلی لیتر 0.2 مولار Ba(OH) 2 و 150 میلی لیتر هیدروکلراید 0.1 مولار		150 میلی لیتر NaOH 0.08 M و 350 میلی لیتر 0.02M H 2 SO 4
	900 میلی لیتر 0.01M KOH و 100 میلی لیتر 0.05M H 2 SO 4		600 میلی لیتر 0.01 مولار Ca(OH) 2 و 150 میلی لیتر هیدروکلراید 0.12 مولار
	250 میلی لیتر NaOH 0.1 مولار و 150 میلی لیتر H 2 SO 4 0.1 M		100 میلی لیتر 0.2 مولار Ba(OH) 2 و 50 میلی لیتر هیدروکلراید 1 مولار
	1 لیتر 0.05 مولار Ca (OH) 2 و 500 میلی لیتر 0.1 M HNO 3		100 میلی لیتر 0.5M NaOH و 100 میلی لیتر 0.4M H 2 SO 4
	100 میلی لیتر NaOH 1M و 1900 میلی لیتر 0.1M H 2 SO 4		25 میلی لیتر 0.1M KOH و 75 میلی لیتر 0.01M H 2 SO 4
	300 میلی لیتر 0.1 مولار Ba(OH) 2 و 200 میلی لیتر هیدروکلراید 0.2 مولار		100 میلی لیتر 0.02 M Ba(OH) 2 و 150 میلی لیتر 0.04 M HI
	200 میلی لیتر 0.05M KOH و 50 میلی لیتر 0.2M H 2 SO 4		1 لیتر 0.01M Ca (OH) 2 و 500 میلی لیتر 0.05M HNO3
	500ml 0.05M Ba(OH) 2 و 500ml 0.15M HI		250 میلی لیتر 0.04 مولار Ba(OH) 2 و 500 میلی لیتر هیدروکلراید 0.1 مولار
	1 لیتر KOH 0.1M و 2 لیتر H 2 SO 4 0.05M		500 میلی لیتر NaOH 1M و 1500 میلی لیتر 0.1M H 2 SO 4
	250ml 0.4M Ba(OH) 2 و 250ml 0.4M HNO 3		200 میلی لیتر 0.1 مولار Ba(OH) 2 و 300 میلی لیتر هیدروکلراید 0.2 مولار
	80 میلی لیتر 0.05M KOH و 20 میلی لیتر 0.2M H 2 SO 4		50 میلی لیتر 0.2M KOH و 200 میلی لیتر 0.05M H 2 SO 4
	300 میلی لیتر 0.25 مولار Ba(OH) 2 و 200 میلی لیتر هیدروکلراید 0.3 مولار		1 لیتر 0.03M Ca (OH) 2 و 500 ml 0.1M HNO3

هیدرولیز نمک

هنگامی که هر نمکی در آب حل می شود، این نمک به کاتیون ها و آنیون ها تجزیه می شود. اگر نمک توسط یک کاتیون باز قوی و یک آنیون اسید ضعیف (به عنوان مثال، نیتریت پتاسیم KNO 2) تشکیل شود، یون های نیتریت به یون های H + متصل می شوند و آنها را از مولکول های آب جدا می کنند و در نتیجه اسید نیتروژن ضعیف تشکیل می شود. . در نتیجه این تعامل، تعادلی در محلول ایجاد می شود:

NO 2 - + HOH ⇆ HNO 2 + OH -

KNO 2 + HOH ⇆ HNO 2 + KOH.

بنابراین، مقدار اضافی یون OH در محلول نمک هیدرولیز شده آنیون ظاهر می شود (واکنش محیط قلیایی است؛ pH > 7).

اگر نمک توسط یک کاتیون باز ضعیف و یک آنیون اسید قوی (به عنوان مثال، کلرید آمونیوم NH 4 Cl) تشکیل شود، کاتیون های NH 4 + یک باز ضعیف، یون های OH را از مولکول های آب جدا می کنند و یک تجزیه ضعیف ایجاد می کنند. الکترولیت - هیدروکسید آمونیوم 1.

NH 4 + + HOH ⇆ NH 4 OH + H + .

NH 4 Cl + HOH ⇆ NH 4 OH + HCl.

مقدار اضافی یون H + در محلول نمک هیدرولیز شده توسط کاتیون ظاهر می شود (واکنش محیط pH اسیدی است.< 7).

در طول هیدرولیز نمکی که توسط یک کاتیون باز ضعیف و یک آنیون اسید ضعیف (به عنوان مثال، فلوراید آمونیوم NH 4 F) تشکیل شده است، کاتیون های باز ضعیف NH 4 + به یون های OH- متصل می شوند و آنها را از مولکول های آب جدا می کنند. آنیونهای اسید ضعیف F - به یونهای H + متصل می شوند و در نتیجه یک باز ضعیف NH 4 OH و یک اسید ضعیف HF تشکیل می شود: 2

NH 4 + + F - + HOH ⇆ NH 4 OH + HF

NH 4 F + HOH ⇆ NH 4 OH + HF.

واکنش یک محیط در محلول نمکی که توسط کاتیون و آنیون هیدرولیز می‌شود، مشخص می‌شود که کدام یک از الکترولیت‌های با تفکیک ضعیف تشکیل شده در نتیجه هیدرولیز قوی‌تر است (این را می‌توان با مقایسه ثابت‌های تفکیک یافت). در مورد هیدرولیز NH 4 F، محیط اسیدی خواهد بود (pH<7), поскольку HF – более сильный электролит, чем NH 4 OH: KNH 4 OH = 1,8·10 –5 < K H F = 6,6·10 –4 .

بنابراین، هیدرولیز (یعنی تجزیه توسط آب) تحت نمک های تشکیل شده قرار می گیرد:

- یک کاتیون از یک باز قوی و یک آنیون از یک اسید ضعیف (KNO 2، Na 2 CO 3، K 3 PO 4).

- یک کاتیون از یک باز ضعیف و یک آنیون از یک اسید قوی (NH 4 NO 3، AlCl 3، ZnSO 4).

- یک کاتیون از یک باز ضعیف و یک آنیون از یک اسید ضعیف (Mg (CH 3 COO) 2، NH 4 F).

کاتیون های بازهای ضعیف و/یا آنیون های اسیدهای ضعیف با مولکول های آب برهم کنش می کنند; نمکهای تشکیل شده توسط کاتیونهای بازهای قوی و آنیونهای اسیدهای قوی تحت هیدرولیز قرار نمی گیرند.

هیدرولیز نمک های تشکیل شده توسط کاتیون ها و آنیون های باردار چند مرحله ای انجام می شود. در زیر، مثال‌های خاص دنباله‌ای از استدلال را نشان می‌دهد که توصیه می‌شود هنگام تنظیم معادلات هیدرولیز چنین نمک‌هایی رعایت شود.

یادداشت

1. همانطور که قبلا ذکر شد (نگاه کنید به یادداشت 2 در صفحه 5) یک دیدگاه جایگزین وجود دارد که هیدروکسید آمونیوم یک پایه قوی است. واکنش اسیدی محیط در محلول های نمک های آمونیوم تشکیل شده توسط اسیدهای قوی، به عنوان مثال، NH 4 Cl، NH 4 NO 3، (NH 4) 2 SO 4، با این رویکرد با فرآیند برگشت پذیر تجزیه آمونیوم توضیح داده می شود. یون NH 4 + ⇄ NH 3 + H + یا به طور دقیق تر NH 4 + + H 2 O ⇄ NH 3 + H 3 O + .

2. اگر هیدروکسید آمونیوم یک باز قوی در نظر گرفته شود، در محلول های نمک های آمونیوم که توسط اسیدهای ضعیف تشکیل شده اند، مثلاً NH 4 F، تعادل NH 4 + + F - ⇆ NH 3 + HF باید در نظر گرفته شود که در آن وجود دارد. رقابت برای یون H + بین مولکول های آمونیاک و آنیون های اسید ضعیف.

مثال 8.1معادلات واکنش های هیدرولیز کربنات سدیم را به شکل مولکولی و یون مولکولی بنویسید. pH محلول را مشخص کنید (pH>7، pH).<7 или pH=7).

1. معادله تفکیک نمک: Na 2 CO 3 ® 2 Na + + CO 3 2-

2. نمک توسط کاتیون های (Na +) از پایه قوی NaOH و آنیون (CO 3 2-) یک اسید ضعیف H2CO3. بنابراین، نمک در آنیون هیدرولیز می شود:

CO 3 2– + HOH ⇆ ... .

هیدرولیز در اکثر موارد به صورت برگشت پذیر انجام می شود (علامت ⇄). برای 1 یون شرکت کننده در فرآیند هیدرولیز، 1 مولکول HOH ثبت می شود .

3. یون های کربنات CO 3 2- با بار منفی به یون های H + با بار مثبت متصل می شوند و آنها را از مولکول های HOH جدا می کنند و یون های هیدروکربنات HCO 3 - را تشکیل می دهند. محلول با یون های OH غنی شده است - (محیط قلیایی؛ pH> 7):

CO 3 2– + HOH ⇆ HCO 3 – + OH – .

این معادله یون مولکولی مرحله اول هیدرولیز Na 2 CO 3 است.

4. معادله مرحله اول هیدرولیز به صورت مولکولی را می توان با ترکیب تمام آنیون های CO 3 2 – + HOH ⇆ HCO 3 – + OH – (CO 3 2–، HCO 3 – و OH –) موجود در معادله به دست آورد. با کاتیون های Na +، تشکیل نمک های Na 2 CO 3 ، NaHCO 3 و NaOH پایه:

Na 2 CO 3 + HOH ⇆ NaHCO 3 + NaOH.

5. در نتیجه هیدرولیز در مرحله اول، یون های هیدروکربنات تشکیل شد که در مرحله دوم هیدرولیز شرکت می کنند:

HCO 3 - + HOH ⇆ H 2 CO 3 + OH -

(یون های HCO 3 - بی کربنات با بار منفی به یون های H + با بار مثبت متصل می شوند و آنها را از مولکول های HOH جدا می کنند).

6. معادله مرحله دوم هیدرولیز به شکل مولکولی را می توان با پیوند آنیون های HCO 3 - + HOH ⇆ H 2 CO 3 + OH - (HCO 3 - و OH -) موجود در معادله با کاتیون های Na + به دست آورد. تشکیل نمک NaHCO 3 و پایه NaOH:

NaHCO 3 + HOH ⇆ H 2 CO 3 + NaOH

CO 3 2– + HOH ⇆ HCO 3 – + OH – Na 2 CO 3 + HOH ⇆ NaHCO 3 + NaOH

HCO 3 - + HOH ⇆ H 2 CO 3 + OH - NaHCO 3 + HOH ⇆ H 2 CO 3 + NaOH.

مثال 8.2معادلات هیدرولیز سولفات آلومینیوم را به شکل مولکولی و یون مولکولی بنویسید. pH محلول را مشخص کنید (pH>7، pH).<7 или pH=7).

1. معادله تفکیک نمک: Al 2 (SO 4) 3 ® 2Al 3 + + 3SO 4 2-

2. نمک تشکیل می شود کاتیون های (Al 3+) یک باز ضعیف Al (OH) 3 و آنیون (SO 4 2-) یک اسید قوی H 2 SO 4. بنابراین، نمک در کاتیون هیدرولیز می شود. 1 مولکول HOH در هر یون Al 3+ ثبت می شود: Al 3+ + HOH ⇆ ….

3. یون های با بار مثبت Al 3+ به یون های OH - با بار منفی متصل می شوند و آنها را از مولکول های HOH جدا می کنند و یون های هیدروکسوآلومینیوم AlOH 2+ را تشکیل می دهند. محلول با یون های H + (اسیدی؛ pH) غنی شده است<7):

Al 3+ + HOH ⇆ AlOH 2+ + H + .

این معادله یون مولکولی مرحله اول هیدرولیز Al 2 (SO 4) 3 است.

4. معادله مرحله اول هیدرولیز به صورت مولکولی را می توان با پیوند دادن همه کاتیون های Al 3+ + HOH ⇆ AlOH 2+ + H + (Al 3+ ، AlOH 2+ و H +) موجود در معادله با SO بدست آورد. 4 2- آنیون ها که نمک های Al 2 (SO 4) 3 ، AlOHSO 4 و اسید H 2 SO 4 را تشکیل می دهند:

Al 2 (SO 4) 3 + 2HOH ⇆ 2AlOHSO 4 + H 2 SO 4.

5. در نتیجه هیدرولیز در مرحله اول، کاتیون های هیدروکسوآلومینیوم AlOH 2+ تشکیل شد که در مرحله دوم هیدرولیز شرکت می کنند:

AlOH 2+ + HOH ⇆ Al(OH) 2 + + H +

(یون های با بار مثبت AlOH 2+ به یون های OH - با بار منفی متصل می شوند و آنها را از مولکول های HOH جدا می کنند).

6. معادله مرحله دوم هیدرولیز به صورت مولکولی را می توان با پیوند دادن همه کاتیون های AlOH 2+ + HOH ⇆ Al(OH) 2 + + H + (AlOH 2+ , Al(OH) 2 + و H + به دست آورد. ) موجود در معادله با آنیون های SO 4 2–، تشکیل نمک های AlOHSO 4، (Al (OH) 2) 2 SO 4 و اسید H 2 SO 4:

2AlOHSO 4 + 2HOH ⇆ (Al(OH) 2) 2 SO 4 + H 2 SO 4.

7. در نتیجه مرحله دوم هیدرولیز، کاتیون های دی هیدروکسوآلومینیوم Al (OH) 2 + تشکیل شد که در مرحله سوم هیدرولیز شرکت می کنند:

Al(OH) 2 + + HOH ⇆ Al(OH) 3 + H +

(یون های با بار مثبت Al(OH) 2 + به یون های OH - با بار منفی متصل می شوند و آنها را از مولکول های HOH جدا می کنند).

8. معادله مرحله سوم هیدرولیز به شکل مولکولی را می توان با پیوند دادن کاتیون های Al(OH) 2 + + HOH ⇆ Al(OH) 3 + H + (Al(OH) 2 + و H +) موجود در معادله با آنیون های SO 4 2-، تشکیل نمک (Al (OH) 2) 2 SO 4 و اسید H 2 SO 4:

(Al(OH) 2) 2 SO 4 + 2HOH ⇆ 2Al(OH) 3 + H 2 SO 4

در نتیجه این ملاحظات، معادلات هیدرولیز زیر را بدست می آوریم:

Al 3 + + HOH ⇆ AlOH 2 + + H + Al 2 (SO 4) 3 + 2HOH ⇆ 2AlOHSO 4 + H 2 SO 4

AlOH 2+ + HOH ⇆ Al(OH) 2 + + H + 2AlOHSO 4 + 2HOH ⇆ (Al(OH) 2) 2 SO 4 + H 2 SO 4

Al(OH) 2 + + HOH ⇆ Al(OH) 3 + H + (Al(OH) 2) 2 SO 4 + 2HOH ⇆ 2Al(OH) 3 + H 2 SO 4.

مثال 8.3معادلات واکنش های هیدرولیز ارتوفسفات آمونیوم را به شکل مولکولی و یون مولکولی بنویسید. pH محلول را مشخص کنید (pH>7، pH).<7 или pH=7).

1. معادله تفکیک نمک: (NH 4) 3 PO 4 ® 3NH 4 + + PO 4 3-

2. نمک تشکیل می شود کاتیون های (NH 4 +) یک باز ضعیف NH4OH و آنیون ها

(PO 4 3-) اسید ضعیف H3PO4. از این رو، نمک هم کاتیون و هم آنیون را هیدرولیز می کند : NH 4 + + PO 4 3– +HOH ⇆ … ; ( در هر جفت یون NH 4 + و PO 4 3- در این مورد 1 مولکول HOH ثبت شده است ). یون های دارای بار مثبت NH 4 + به یون های OH - با بار منفی متصل می شوند، آنها را از مولکول های HOH جدا می کند، یک باز ضعیف NH 4 OH تشکیل می دهد و یون های PO 4 3- با بار منفی به یون های H + متصل می شوند و یون های فسفات هیدروژن HPO 4 2 را تشکیل می دهند. –:

NH 4 + + PO 4 3– + HOH ⇆ NH 4 OH + HPO 4 2– .

این معادله یون مولکولی مرحله اول هیدرولیز (NH 4) 3 PO 4 است.

4. معادله مرحله اول هیدرولیز به شکل مولکولی را می توان با پیوند آنیون های (PO 4 3-, HPO 4 2-) موجود در معادله با کاتیون های NH 4 + و تشکیل نمک ها (NH 4) 3 PO 4 به دست آورد. , (NH 4) 2 HPO 4:

(NH 4) 3 PO 4 +HOH ⇆ NH 4 OH + (NH 4) 2 HPO 4.

5. در نتیجه هیدرولیز در مرحله اول، آنیون های هیدروفسفات HPO 4 2– تشکیل شد که به همراه کاتیون های NH 4 + در مرحله دوم هیدرولیز شرکت می کنند:

NH 4 + + HPO 4 2– + HOH ⇆ NH 4 OH + H 2 PO 4 –

(یون های NH 4 + به یون های OH -، یون های HPO 4 2- - به یون های H + متصل می شوند، آنها را از مولکول های HOH جدا می کند، یک باز ضعیف NH 4 OH و یون های فسفات دی هیدروژن H 2 PO 4 - را تشکیل می دهد).

6. معادله مرحله دوم هیدرولیز به صورت مولکولی را می توان با پیوند NH 4 + + HPO 4 2– + HOH ⇆ NH 4 OH + H 2 PO 4 – آنیون های موجود در معادله به دست آورد (HPO 4 2– و H 2 PO 4 -) با کاتیون های NH 4 + تشکیل نمک (NH 4) 2 HPO 4 و NH 4 H 2 PO 4:

(NH 4) 2 HPO 4 +HOH ⇆ NH 4 OH + NH 4 H 2 PO 4.

7. در نتیجه مرحله دوم هیدرولیز، آنیون های دی هیدروفسفات H 2 PO 4 - تشکیل شد که همراه با کاتیون های NH 4 + در مرحله سوم هیدرولیز شرکت می کنند:

NH 4 + + H 2 PO 4 - + HOH ⇆ NH 4 OH + H 3 PO 4

(یون های NH 4 + به یون های OH -، یون های H 2 PO 4 - به یون های H + متصل می شوند و آنها را از مولکول های HOH جدا می کنند و الکترولیت های ضعیف NH 4 OH و H 3 PO 4 را تشکیل می دهند).

8. معادله مرحله سوم هیدرولیز به صورت مولکولی را می توان با پیوند NH 4 + + H 2 PO 4 - + HOH ⇆ NH 4 OH + H 3 PO 4 آنیون های موجود در معادله H 2 PO 4 - و به دست آورد. کاتیون های NH 4 + و نمک تشکیل دهنده NH 4 H 2 PO 4:

NH 4 H 2 PO 4 + HOH ⇆ NH 4 OH + H 3 PO 4.

در نتیجه این ملاحظات، معادلات هیدرولیز زیر را بدست می آوریم:

NH 4 + +PO 4 3– +HOH ⇆ NH 4 OH+HPO 4 2– (NH 4) 3 PO 4 +HOH ⇆ NH 4 OH+(NH 4) 2 HPO 4

NH 4 + +HPO 4 2– +HOH ⇆ NH 4 OH + H 2 PO 4 - (NH 4) 2 HPO 4 +HOH ⇆ NH 4 OH + NH 4 H 2 PO 4

NH 4 + + H 2 PO 4 - +HOH ⇆ NH 4 OH + H 3 PO 4 NH 4 H 2 PO 4 +HOH ⇆ NH 4 OH + H 3 PO 4.

فرآیند هیدرولیز عمدتاً در مرحله اول انجام می شود، بنابراین واکنش محیط در محلول نمک، که توسط کاتیون و آنیون هیدرولیز می شود، مشخص می شود که کدام یک از الکترولیت های با تفکیک ضعیف تشکیل شده در مرحله اول هیدرولیز قوی تر است. . در مورد مورد بررسی

NH 4 + + PO 4 3– + HOH ⇆ NH 4 OH + HPO 4 2–

واکنش محیط قلیایی خواهد بود (pH> 7)، زیرا یون HPO 4 2- الکترولیت ضعیف تری نسبت به NH 4 OH است: KNH 4 OH = 1.8 10 -5 > KHPO 4 2- = K III H 3 PO 4 = 1.3 × 10 -12 (تفکیک یون HPO 4 2- تفکیک H 3 PO 4 در مرحله سوم است، بنابراین KHPO 4 2– \u003d K III H 3 PO 4).

کار شماره 10

معادلات واکنش های هیدرولیز نمک ها را به شکل مولکولی و یون مولکولی بنویسید (جدول 10). pH محلول را مشخص کنید (pH>7، pH).<7 или pH=7).

جدول 10 - شرایط تکلیف شماره 10

شماره گزینه	لیست نمک ها	شماره گزینه	لیست نمک ها
	الف) Na 2 CO 3، ب) Al 2 (SO 4) 3، ج) (NH 4) 3 PO 4		الف) Al(NO 3) 3، ب) Na 2 SeO 3، c) (NH 4) 2 Te
	الف) Na 3 PO 4، ب) CuCl 2، ج) Al(CH 3 COO) 3		الف) MgSO 4، ب) Na 3 PO 4، ج) (NH 4) 2 CO 3
	الف) ZnSO 4، ب) K 2 CO 3، ج) (NH 4) 2 S		الف) CrCl 3، ب) Na 2 SiO 3، ج) Ni (CH 3 COO) 2
	الف) کروم (NO 3) 3، ب) Na 2 S، ج) (NH 4) 2 Se		الف) Fe 2 (SO 4) 3، ب) K 2 S، ج) (NH 4) 2 SO 3

جدول 10 ادامه دارد

شماره گزینه	لیست نمک ها	شماره گزینه	لیست نمک ها
	الف) Fe (NO 3) 3، ب) Na 2 SO 3، ج) Mg (NO 2) 2
	الف) K 2 CO 3، ب) Cr 2 (SO 4) 3، ج) Be(NO 2) 2		الف) MgSO 4، ب) K 3 PO 4، ج) Cr(CH 3 COO) 3
	الف) K 3 PO 4، ب) MgCl 2، ج) Fe (CH 3 COO) 3		الف) CrCl 3، ب) Na 2 SO 3، ج) Fe (CH 3 COO) 3
	الف) ZnCl 2، ب) K 2 SiO 3، ج) Cr(CH 3 COO) 3		الف) Fe 2 (SO 4) 3، ب) K 2 S، ج) Mg (CH 3 COO) 2
	الف) AlCl 3، ب) Na 2 Se، ج) Mg (CH 3 COO) 2		الف) Fe (NO 3) 3، ب) Na 2 SiO 3، (NH 4) 2 CO 3
	الف) FeCl 3، ب) K 2 SO 3، ج) روی (NO 2) 2		الف) K 2 CO 3، ب) Al(NO 3) 3، ج) Ni (NO 2) 2
	الف) CuSO 4، ب) Na 3 AsO 4، ج) (NH 4) 2 SeO 3		الف) K 3 PO 4، ب) منیزیم (NO 3) 2، ج) (NH 4) 2 SeO 3
	الف) BeSO 4، ب) K 3 PO 4، ج) Ni(NO 2) 2		الف) ZnCl 2، Na 3 PO 4، ج) Ni (CH 3 COO) 2
	الف) بی (NO 3) 3، ب) K 2 CO 3 ج) (NH 4) 2 S		الف) AlCl 3، ب) K 2 CO 3، ج) (NH 4) 2 SO 3
	الف) Na 2 CO 3، ب) AlCl 3، ج) (NH 4) 3 PO 4		الف) FeCl 3، ب) Na 2 S، ج) (NH 4) 2 Te
	الف) K 3 PO 4، ب) MgCl 2، ج) Al(CH 3 COO) 3		الف) CuSO 4، ب) Na 3 PO 4، ج) (NH 4) 2 Se
	الف) ZnSO 4، ب) Na 3 AsO 4، ج) Mg(NO 2) 2		الف) BeSO 4، ب) ب) Na 2 SeO 3، ج) (NH 4) 3 PO 4
	الف) Cr(NO 3) 3، ب) K 2 SO 3، ج) (NH 4) 2 SO 3		الف) BiCl 3، ب) K 2 SO 3، ج) Al(CH 3 COO) 3
	الف) Al(NO 3) 3، ب) Na 2 Se، ج) (NH 4) 2 CO 3		الف) Fe(NO 3) 2، ب) Na 3 AsO 4، ج) (NH 4) 2 S

کتابشناسی - فهرست کتب

1. لوری، یو.یو. کتابچه راهنمای شیمی تجزیه / Yu.Yu. لوری. - م.: شیمی، 1989. - 448 ص.

2. رابینوویچ، V.A. کتاب مرجع مختصر شیمی / V.A. رابینوویچ، ز.یا. خاوین - ل.: شیمی، 1370. - 432 ص.

3. گلینکا، ن.ال. شیمی عمومی / N.L. گلینکا ویرایش V.A. رابینوویچ – ویرایش بیست و ششم - ل.: شیمی، 1987. - 704 ص.

4. گلینکا، ن.ال. وظایف و تمرینات در شیمی عمومی: کتاب درسی برای دانشگاه ها / N.L. گلینکا ویرایش V.A. Rabinovich و H.M. روبینا - چاپ بیست و دوم. - L .: شیمی، 1984. - 264 ص.

5. شیمی عمومی و معدنی: یادداشت های سخنرانی برای دانشجویان تخصص های فنی: در 2 ساعت / دانشگاه ایالتی مواد غذایی موگیلف. auth.-stat. V.A. اوگورودنیکوف. - موگیلف، 2002. - قسمت 1: سوالات عمومی شیمی. – 96 ص.

نسخه آموزشی

شیمی عمومی

دستورالعمل های روشی و وظایف کنترلی

برای دانشجویان تخصص های فن آوری آموزش از راه دور

گردآوری شده توسط: اوگورودنیکوف والری آناتولیویچ

ویراستار T.L. Mateusz

ویرایشگر فنی A.A. شچرباکووا

امضا برای چاپ قالب 60´84 1/16

چاپ آفست. هدست تایمز چاپ صفحه نمایش

تبدیل فر اشعه. ویرایش ل 3.

نسخه های تیراژ. سفارش.

چاپ بر روی ریسوگراف بخش تحریریه و انتشارات

موسسات آموزشی

"دانشگاه دولتی مواد غذایی موگیلف"

آب یک الکترولیت بسیار ضعیف است، به مقدار کمی تجزیه می شود و یون های هیدروژن (H +) و یون های هیدروکسید (OH -) را تشکیل می دهد.

این فرآیند با ثابت تفکیک مطابقت دارد:

از آنجایی که درجه تفکیک آب بسیار کم است، غلظت تعادل مولکول های آب تفکیک نشده برابر با غلظت کل آب با دقت کافی است، یعنی 1000/18 = 5.5 mol / dm 3.
در محلول های آبی رقیق غلظت آب کمی تغییر می کند و می توان آن را یک مقدار ثابت در نظر گرفت. سپس عبارت ثابت تفکیک آب به صورت زیر تبدیل می شود:

ثابت برابر حاصلضرب غلظت یونهای H + و OH - یک مقدار ثابت است و نامیده می شود محصول یونی آب. در آب خالص با دمای 25 درجه سانتیگراد، غلظت یون هیدروژن و یون هیدروکسید برابر است و

محلول هایی که غلظت یون های هیدروژن و هیدروکسید در آنها یکسان باشد محلول های خنثی نامیده می شوند.

بنابراین، در 25 ºС

- محلول خنثی؛

> - محلول اسیدی؛

< – щелочной раствор.

به جای غلظت یون های H + و OH استفاده از لگاریتم اعشاری آنها که با علامت مخالف گرفته شده است راحت تر است. با نمادهای pH و pOH نشان داده می شود:

;

لگاریتم اعشاری غلظت یون های هیدروژن که با علامت مخالف گرفته می شود، نامیده می شود نشانگر pH(pH) .

یون های آب در برخی موارد می توانند با یون های ماده محلول برهم کنش داشته باشند که منجر به تغییر قابل توجهی در ترکیب محلول و pH آن می شود.

جدول 2

فرمول های محاسبه مقدار pH (pH)

* مقادیر ثابت های تفکیک ( ک) در پیوست 3 ذکر شده است.

پ ک= -lg ک;

HAN، اسید؛ KtOH، پایه؛ KtAn - نمک.

هنگام محاسبه pH محلول های آبی، لازم است:

1. ماهیت مواد تشکیل دهنده محلول ها را تعیین کنید و فرمولی را برای محاسبه pH انتخاب کنید (جدول 2).

2. اگر اسید یا باز ضعیفی در محلول وجود دارد، به کتاب مرجع یا ضمیمه 3 صفحه نگاه کنید. کاین ارتباط

3. تعیین ترکیب و غلظت محلول ( با).

4. مقادیر عددی غلظت مولی را جایگزین کنید ( با) و p ک
وارد فرمول محاسبه شده و pH محلول را محاسبه کنید.

جدول 2 فرمول های محاسبه pH را نشان می دهد در محلولهای اسیدها و بازهای قوی و ضعیف، محلولهای بافر و محلولهای نمکهای تحت هیدرولیز.

اگر فقط یک اسید قوی (HAn) در محلول وجود داشته باشد که یک الکترولیت قوی است و تقریباً به طور کامل به یون ها تجزیه می شود. ، سپس pH (pH) به غلظت یون هیدروژن (H +) در اسید معین بستگی دارد و با فرمول (1) تعیین می شود.

اگر فقط یک باز قوی در محلول وجود داشته باشد که یک الکترولیت قوی است و تقریباً به طور کامل به یون ها تجزیه می شود، pH (pH) به غلظت یون های هیدروکسید (OH -) در محلول بستگی دارد و با فرمول ( 2).

اگر فقط یک اسید ضعیف یا فقط یک باز ضعیف در محلول وجود داشته باشد، pH چنین محلول هایی با فرمول (3)، (4) تعیین می شود.

اگر مخلوطی از اسیدهای قوی و ضعیف در محلول وجود داشته باشد، یونیزاسیون اسید ضعیف عملاً توسط اسید قوی سرکوب می شود، بنابراین هنگام محاسبه pH در چنین محلول هایی از وجود اسیدهای ضعیف صرف نظر می شود و از فرمول محاسبه اسیدهای قوی (1) استفاده می شود. همین استدلال برای موردی که مخلوطی از بازهای قوی و ضعیف در محلول وجود دارد نیز صادق است. محاسبات pH سرب طبق فرمول (2).

اگر مخلوطی از اسیدهای قوی یا بازهای قوی در محلول وجود داشته باشد، محاسبات pH طبق فرمول محاسبه pH اسیدهای قوی (1) یا بازها (2) انجام می شود، که قبلاً غلظت اجزاء را خلاصه کرده است. .

اگر محلول حاوی اسید قوی و نمک آن یا باز قوی و نمک آن باشد، پس pH فقط به غلظت یک اسید قوی یا باز قوی بستگی دارد و با فرمول (1) یا (2) تعیین می شود.

اگر یک اسید ضعیف و نمک آن (برای مثال CH 3 COOH و CH 3 COONa؛ HCN و KCN) یا یک باز ضعیف و نمک آن (مثلا NH 4 OH و NH 4 Cl) در محلول وجود داشته باشد، این مخلوط است محلول بافرو pH با فرمول های (5)، (6) تعیین می شود.

اگر نمکی در محلول تشکیل شده توسط یک اسید قوی و یک باز ضعیف (هیدرولیز شده توسط کاتیون) یا یک اسید ضعیف و یک باز قوی (هیدرولیز شده توسط یک آنیون) وجود داشته باشد، یک اسید ضعیف و یک باز ضعیف (هیدرولیز شده توسط کاتیون) و آنیون)، سپس این نمک ها، تحت هیدرولیز، مقدار pH را تغییر می دهند و محاسبه طبق فرمول های (7)، (8)، (9) انجام می شود.

مثال 1 pH محلول آبی نمک NH 4 Br را با غلظت محاسبه کنید.

راه حل. 1. در یک محلول آبی، نمکی که توسط یک باز ضعیف و یک اسید قوی تشکیل شده است توسط کاتیون مطابق با معادلات هیدرولیز می شود:

در یک محلول آبی، یون های هیدروژن (H +) بیش از حد باقی می مانند.

2. برای محاسبه pH، از فرمول محاسبه مقدار pH نمکی که تحت هیدرولیز کاتیونی است استفاده می کنیم:

ثابت تفکیک یک پایه ضعیف
(ر ک = 4,74).

3. مقادیر عددی را جایگزین فرمول کنید و pH را محاسبه کنید:

مثال 2 pH محلول آبی متشکل از مخلوطی از هیدروکسید سدیم را محاسبه کنید. mol/dm 3 و هیدروکسید پتاسیم، mol / dm 3.

راه حل. 1. هیدروکسید سدیم (NaOH) و هیدروکسید پتاسیم (KOH) بازهای قوی هستند که تقریباً به طور کامل در محلول های آبی به کاتیون های فلزی و یون های هیدروکسید تجزیه می شوند:

2. pH با مقدار یون های هیدروکسید تعیین خواهد شد. برای انجام این کار، غلظت قلیاها را خلاصه می کنیم:

3. غلظت محاسبه شده را با فرمول (2) جایگزین می کنیم تا pH بازهای قوی را محاسبه کنیم:

مثال 3 pH محلول بافری متشکل از 0.10 مولار اسید فرمیک و 0.10 مولار فرمات سدیم 10 بار رقیق شده را محاسبه کنید.

راه حل. 1. اسید فرمیک HCOOH یک اسید ضعیف است، در یک محلول آبی فقط تا حدی به یون تجزیه می شود، در پیوست 3 ما اسید فرمیک را پیدا می کنیم. :

2. سدیم فرمات HCOONa نمکی است که از یک اسید ضعیف و یک باز قوی تشکیل شده است. توسط آنیون هیدرولیز می شود، مقدار زیادی یون هیدروکسید در محلول ظاهر می شود:

3. برای محاسبه PH از فرمول محاسبه مقادیر pH محلول های بافر تشکیل شده توسط اسید ضعیف و نمک آن طبق فرمول (5) استفاده می کنیم.

مقادیر عددی را جایگزین فرمول کنید و بدست آورید

4. pH محلول های بافر در هنگام رقیق شدن تغییر نمی کند. اگر محلول 10 بار رقیق شود PH آن 3.76 باقی می ماند.

مثال 4مقدار pH محلول اسید استیک با غلظت 01/0 مولار که درجه تفکیک آن 2/4 درصد است را محاسبه کنید.

راه حل.اسید استیک یک الکترولیت ضعیف است.

در محلول اسید ضعیف، غلظت یون ها کمتر از غلظت خود اسید است و به این صورت تعریف می شود آ∙سی.

برای محاسبه pH از فرمول (3):

مثال 5به 80 cm 3 0.1 n محلول CH 3 COOH 20 cm 3 0.2 اضافه شد
n محلول CH 3 COONa. pH محلول حاصل را محاسبه کنید اگر ک(CH 3 COOH) \u003d 1.75 ∙ 10 -5.

راه حل. 1. اگر محلول حاوی اسید ضعیف (CH 3 COOH) و نمک آن (CH 3 COONa) باشد، این محلول یک محلول بافر است. pH محلول بافر را محاسبه کنید این ترکیبطبق فرمول (5):

2. حجم محلول به دست آمده پس از تخلیه محلول های اولیه 80 + 20 = 100 سانتی متر مکعب است، بنابراین غلظت اسید و نمک برابر خواهد بود:

3. مقادیر بدست آمده از غلظت اسید و نمک را جایگزین می کنیم
به فرمول

مثال 6به محلول 200 سانتی متر 3 0.1 N محلول اسید کلریدریک 200 سانتی متر 3 0.2 N محلول هیدروکسید پتاسیم اضافه شد، pH محلول حاصل را تعیین کنید.

راه حل. 1. یک واکنش خنثی سازی بین اسید هیدروکلریک (HCl) و هیدروکسید پتاسیم (KOH) رخ می دهد که منجر به تشکیل کلرید پتاسیم (KCl) و آب می شود:

HCl + KOH → KCl + H 2 O.

2. تعیین غلظت اسید و باز:

با توجه به واکنش، HCl و KOH به صورت 1: 1 واکنش می دهند، بنابراین، در چنین محلولی، KOH بیش از حد با غلظت 0.10 - 0.05 = 0.05 mol / dm 3 باقی می ماند. از آنجایی که نمک KCl تحت هیدرولیز قرار نمی گیرد و pH آب را تغییر نمی دهد، هیدروکسید پتاسیم موجود در این محلول بر مقدار pH تأثیر می گذارد. KOH یک الکترولیت قوی است، ما از فرمول (2) برای محاسبه pH استفاده می کنیم:

135. در 10 dm 3 محلولی که PH آن 11 است چند گرم هیدروکسید پتاسیم وجود دارد؟

136. شاخص هیدروژن (pH) یک محلول 2 و دیگری 6 است. غلظت یون هیدروژن در 1 dm 3 کدام محلول بیشتر و چند برابر است؟

137. واکنش محیط را نشان دهید و غلظت و یونها را در محلولهایی که pH آنها برابر است پیدا کنید: a) 1.6; ب) 10.5.

138. pH محلولهایی را که غلظت آنها (mol / dm 3) است را محاسبه کنید: a) 2.0 ∙ 10 -7; ب) 8.1∙10 -3; ج) 2.7∙10 -10.

139. pH محلولهایی را که غلظت یونها در آنها (mol / dm 3) است محاسبه کنید: a) 4.6 ∙ 10 -4; ب) 8.1∙10 -6; ج) 9.3∙10 -9.

140. غلظت مولی یک اسید مونوبازیک (NAn) را در یک محلول محاسبه کنید اگر: a) pH = 4، α = 0.01; ب) pH = 3، α = 1٪. ج) pH = 6،
α = 0.001.

141. pH محلول 0.01 نیوتن اسید استیک را که درجه تفکیک اسید در آن 0.042 است محاسبه کنید.

142. pH محلول های الکترولیت های ضعیف زیر را محاسبه کنید:
الف) 0.02 مولار NH 4 OH؛ ب) 0.1 مولار HCN; ج) 0.05 N HCOOH؛ د) 0.01 مولار CH3 COOH.

143- غلظت محلول اسید استیک که PH آن 2/5 است چقدر است؟

144. غلظت مولی محلول اسید فرمیک (HCOOH) را که pH آن 3.2 است تعیین کنید. ک HCOOH = 1.76∙10 -4).

145. درجه تفکیک (%) و محلول 0.1 مولار CH 3 COOH را در صورتی که ثابت تفکیک اسید استیک 1.75∙10 -5 باشد، بیابید.

146. pH محلول های 0.01 مولار و 0.05 نیوتن H 2 SO 4 را محاسبه کنید.

147. pH محلول H 2 SO 4 را با کسر جرمی اسید 0.5 % محاسبه کنید. ρ = 1.00 گرم بر سانتی متر مکعب).

148. اگر 2 dm 3 از محلول حاوی 1.12 گرم KOH باشد، pH محلول هیدروکسید پتاسیم را محاسبه کنید.

149. محاسبه و pH محلول هیدروکسید آمونیوم 0.5 مولار. \u003d 1.76 10 -5.

150. pH محلول را با مخلوط کردن 500 cm 3 0.02 M CH 3 COOH با حجم مساوی 0.2 M CH 3 COOK محاسبه کنید.

151. pH مخلوط بافر حاوی حجم مساوی از محلول های NH 4 OH و NH 4 Cl با کسر جرمی 5.0٪ را تعیین کنید.

152. نسبت استات سدیم و اسید استیک را محاسبه کنید تا محلول بافری با pH = 5 بدست آید.

153. در کدام محلول آبی درجه تفکیک بیشتر است: الف) 0.1 M CH 3 COOH. ب) 0.1 مولار HCOOH؛ ج) 0.1 M HCN؟

154. فرمولی برای محاسبه pH بدست آورید: الف) مخلوط بافر استات. ب) مخلوط بافر آمونیاک.

155. غلظت مولی محلول HCOOH با pH = 3 را محاسبه کنید.

156. اگر دو بار با آب رقیق شود pH چگونه تغییر می کند: الف) محلول HCl 0.2 مولار. ب) محلول 0.2 مولار CH 3 COOH. ج) محلولی حاوی 0.1 M CH 3 COOH و 0.1 M CH 3 COOHa؟

157*. محلول اسید استیک 0.1 N با محلول هیدروکسید سدیم 0.1 N تا 30٪ از غلظت اولیه خود خنثی شد. PH محلول به دست آمده را تعیین کنید.

158*. به محلول اسید فرمیک 300 سانتی متر 3 0.2 مولار ( ک\u003d 1.8 10 -4) 50 سانتی متر مکعب از محلول 0.4 مولار NaOH اضافه کرد. pH اندازه گیری شد و سپس محلول 10 بار رقیق شد. pH محلول رقیق را محاسبه کنید.

159*. به محلول 500 سانتی متر 3 0.2 مولار اسید استیک ( ک\u003d 1.8 ∙ 10 -5) 100 سانتی متر مکعب از محلول NaOH 0.4 مولار اضافه کرد. pH اندازه گیری شد و سپس محلول 10 بار رقیق شد. pH محلول رقیق را محاسبه کنید، معادلات واکنش شیمیایی را بنویسید.

160*. برای حفظ مقدار pH مورد نیاز، شیمیدان محلولی تهیه کرد: به 200 سانتی متر مکعب از محلول 0.4 مولار اسید فرمیک، 10 سانتی متر مکعب از محلول 0.2٪ KOH اضافه کرد. پ\u003d 1 گرم در سانتی متر 3) و حجم حاصل 10 بار رقیق شد. مقدار pH محلول چقدر است؟ ( ک HCOOH = 1.8∙10 -4).

مقالات مشابه