Spørgsmål:
Beregn pH produceret ved blanding af $ \ pu {25,0 ml} $ af $ \ pu {0,420 M} $ $ \ ce { Ba (OH) _2} $ med $ \ pu {125 ml} $ af $ \ pu {0,120 M} $ $ \ ce {HCl} $.
Forsøg:
I ” m at lære om syrer og baser lige nu (og ikke meget vant til det endnu). Først skrev jeg den kemiske ligning $$ \ ce {2HCl + Ba (OH) _2 \ rightarrow 2H_2O + BaCl_2} $$
Så beregnede jeg antallet af mol for hver $ \ ce {Ba (OH) _2} $ har $$ \ pu {0,025 L} \ gange \ pu {0,420 M} = 0,0105 $$ mol
og for $ \ ce {HCl} $ $$ 0,125 \ pu {ml} \ gange \ pu {0,120 M} = 0,0150 $$ Så $ \ ce {Ba (OH) 2} $ er den begrænsende reaktant. Imidlertid er jeg ikke sikker på, hvordan man skal gå videre, så enhver hjælp ville virkelig blive værdsat!
Svar
Du er på rette spor bare en ting. $ \ ce {Ba (OH) 2} $ er i overskud og $ \ ce {HCl} $ er den begrænsende reaktant , hvilket betyder, at alle $ \ ce {HCl} $ er brugt op. Det alene fortæller os, at pH er over 7, da $ \ ce {Ba (OH) 2} $ er alkalisk, og der ikke er nogen syre tilbage.
For at finde den nøjagtige pH i den resulterende opløsning skal vi først skal finde ud af, hvor meget af $ \ ce {Ba (OH) 2} $, der er tilbage. Da alle $ \ ce {HCl} $ er brugt, kan vi finde det antal mol $ \ ce {Ba (OH) 2} $, der er nødvendigt for at reagere med det. Som du har angivet, er antallet af mol på $ \ ce {HCl} $ 0.0150. Fra ligningen kan vi se, at 2 mol på $ \ ce {HCl} $ reagerer med 1 mol $ \ ce {Ba (OH ) 2} $. Så 0,0150 mol $ \ ce {HCl} $ reagerer med $ \ frac {0,0150} {2} $ = 0,0075 mol $ \ ce {Ba (OH) 2} $. Men der er 0,0105 mol af $ \ ce {Ba (OH) 2} $ til stede. Så vi finder forskellen for at finde ud af, hvor mange mol der er i opløsningen, når reaktionen er færdig.
Dette tal er 0,0105 – 0,0075 = 0,003 mol. Nu, en ting ved syrer og baser, er at deres ioner adskiller sig i opløsning. Jo flere ioner adskiller sig, jo stærkere er syren eller basen. Her er der ingen syre tilbage, men kun 0,003 mol af basen til stede. $ \ ce {Ba (OH) 2} $ adskiller sig som følger: $$ \ ce {Ba (OH) 2 < = > 2OH – + Ba ^ 2 +} $$ Dette betyder, at en mol på $ \ ce {Ba (OH) 2} $ adskiller sig til dannelse af 2 mol $ \ ce {OH -} $ ioner. Så 0,003 mol $ \ ce { Ba (OH) 2} $ dissocieres for at danne 0,003 * 2 = 0,006 mol $ \ ce {OH -} $ ioner. Den resulterende opløsning har et volumen på 125 + 25 = 150 ml. Koncentrationen af $ \ ce {OH -} $ ioner findes af $ \ frac {0,006} {0,150} $ = 0,04 M.
For at finde pH-værdien er det lettere at først finde pOH Dette kan findes ved hjælp af formlen: $$ \ ce {pOH = -log (OH ^ -)} $$ I dit tilfælde er værdien af $ \ ce {OH -} $ 0,04 og pOH er $$ \ ce {pOH = -log (0,04)} $$ eller pOH = 1,397940. Endelig kan pH findes ved at trække pOH fra 14, fordi $$ \ ce {pOH + pH = 14} $$ I dette tilfælde er pH = 14 – 1.397940 = 12.60206.
Dette er mit første svar nogensinde på dette websted, håber det hjælper. Hvis jeg har lavet nogen fejl, er jeg ked af det og er velkommen til at hjælpe et stadigt aktivt samfund of Chemistry Stack Exchange
Kommentarer
- Efter min mening er det ' lettere at finde $ [H ^ {+}] $ ved at dividere $ K_ {w} $ med $ [OH ^ {-}] $, og derefter finde den negative log af det. Det ' d springer over et par trin til at arbejde med $ pOH $ osv.
- Det ' er alt sammen en og det samme, virkelig. Det fungerer også, men jeg kan personligt lide pOH. Det ' ligner yin og yang, pH og pOH; to sider af en mønt og hvad der ikke er.
- En ting dog. Hvis $ Ba (OH) _ {2} $ overstiger, hvorfor reagerer al $ HCl $? Hvorfor reagerer ' ikke alle $ Ba (OH) _ {2} $ for at efterlade et overskud på $ HCl $?
- @ iha99 Måske skulle dette være helt åbenlyst, men hvor du siger " Du er på rette vej. Ba (OH) 2 er den begrænsende reaktant, hvilket betyder, at al HCI er brugt op. Det alene fortæller os, at pH er over 7, da Ba (OH) 2 er basisk, og der ikke er nogen syre tilbage ", I ' m forvirret, fordi hvis Ba (OH) 2 er den begrænsende reaktant, skal det ikke ' t bruges først og efterlade syre?
- Også det samlede opløsningsvolumen vandt ' t være 0,150 mol dm ^ -3. Det vil være 0,025 mol dm ^ -3 – du glemte at konvertere 0,125 ml til L.