Spørsmål:
Beregn pH produsert ved å blande $ \ pu {25,0 ml} $ av $ \ pu {0,420 M} $ $ \ ce { Ba (OH) _2} $ med $ \ pu {125 ml} $ av $ \ pu {0,120 M} $ $ \ ce {HCl} $.
Forsøk:
I » m lærer om syrer og baser akkurat nå (og ikke veldig vant til det ennå). Først skrev jeg den kjemiske ligningen $$ \ ce {2HCl + Ba (OH) _2 \ rightarrow 2H_2O + BaCl_2} $$
Så beregnet jeg antall mol av hver $ \ ce {Ba (OH) _2} $ har $$ \ pu {0,025 L} \ ganger \ pu {0,420 M} = 0,0105 $$ mol
og for $ \ ce {HCl} $ $$ 0.125 \ pu {ml} \ times \ pu {0.120 M} = 0.0150 $$ Så $ \ ce {Ba (OH) 2} $ er den begrensende reaktanten. Imidlertid er jeg ikke sikker på hvordan du skal fortsette, så all hjelp vil virkelig bli verdsatt!
Svar
Du er på rett spor bare en ting. $ \ ce {Ba (OH) 2} $ er i overkant og $ \ ce {HCl} $ er den begrensende reaktanten , som betyr at alle $ \ ce {HCl} $ er oppbrukt. Bare det forteller oss at pH er over 7, da $ \ ce {Ba (OH) 2} $ er alkalisk og det ikke er syre igjen.
For å finne den eksakte pH-verdien til den resulterende løsningen, først trenger å finne hvor mye av $ \ ce {Ba (OH) 2} $ som er igjen. Siden alt $ \ ce {HCl} $ er brukt, kan vi finne antall mol $ \ ce {Ba (OH) 2} $ som trengs for å reagere med det. Som du har sagt, er antall mol på $ \ ce {HCl} $ 0,0150. Fra ligningen kan vi se at 2 mol $ \ ce {HCl} $ reagerer med 1 mol $ \ ce {Ba (OH ) 2} $. Så 0,0150 mol $ \ ce {HCl} $ vil reagere med $ \ frac {0.0150} {2} $ = 0.0075 mol $ \ ce {Ba (OH) 2} $. Men det er 0,0105 mol av $ \ ce {Ba (OH) 2} $ til stede. Så vi finner forskjellen for å finne hvor mange føflekker det er i løsningen når reaksjonen er ferdig.
Dette tallet er 0,0105 – 0,0075 = 0,003 mol. Nå, en ting med syrer og baser, er at ionene deres dissosierer i løsning. Jo flere ioner dissosierer seg, desto sterkere er syren eller basen. Her er det ingen syre igjen, men bare 0,003 mol av basen tilstede. \ ce {Ba (OH) 2} $ skiller seg ut som følger: $$ \ ce {Ba (OH) 2 < = > 2OH – + Ba ^ 2 +} $$ Dette betyr at en mol på $ \ ce {Ba (OH) 2} $ dissosierer for å danne 2 mol $ \ ce {OH -} $ ioner. Så 0,003 mol $ \ ce { Ba (OH) 2} $ dissosierer for å danne 0,003 * 2 = 0,006 mol $ \ ce {OH -} $ ioner. Den resulterende løsningen har et volum på 125 + 25 = 150 ml. Konsentrasjonen av $ \ ce {OH -} $ ioner er funnet av $ \ frac {0.006} {0.150} $ = 0.04 M.
For å finne pH er det lettere å først finne pOH Dette kan du finne ved hjelp av formelen: $$ \ ce {pOH = -log (OH ^ -)} $$ I ditt tilfelle er verdien av $ \ ce {OH -} $ 0,04 og pOH er $$ \ ce {pOH = -log (0.04)} $$ eller pOH = 1.397940. ENDELIG, pH kan bli funnet ved å trekke pOH fra 14 fordi $$ \ ce {pOH + pH = 14} $$ I dette tilfellet, pH = 14 – 1.397940 = 12.60206.
Dette er mitt første svar på dette nettstedet, håper dette hjelper. Hvis jeg har gjort noen feil, beklager og gjerne hjelpe et stadig aktivt samfunn of Chemistry Stack Exchange
Kommentarer
- Etter min mening er det ' enklere å finne $ [H ^ {+}] $ ved å dele $ K_ {w} $ med $ [OH ^ {-}] $, og deretter finne den negative loggen for det. Det ' hopper over noen trinn for å jobbe med $ pOH $ osv.
- Det ' er alt en og det samme, egentlig. Det fungerer også, men jeg personlig liker pOH. Det ' er som yin og yang, pH og pOH; to sider av en mynt og hva ikke.
- En ting skjønt. Hvis $ Ba (OH) _ {2} $ er i overkant, hvorfor reagerer så alt $ HCl $? Hvorfor reagerer ikke ' ikke alle $ Ba (OH) _ {2} $ for å etterlate et overskudd på $ HCl $?
- @ iha99 Kanskje dette burde vær helt åpenbar, men der du sier " Du er på rett spor. Ba (OH) 2 er den begrensende reaktanten, som betyr at hele HCl er brukt opp. Det alene forteller oss at pH er over 7, ettersom Ba (OH) 2 er alkalisk og det ikke er noen syre igjen ", I ' m forvirret fordi hvis Ba (OH) 2 er den begrensende reaktanten, bør den ikke ' t brukes først og etterlate syre?
- Også det totale løsningsvolumet vant ' t være 0,150 mol dm ^ -3. Det vil være 0,025 mol dm ^ -3 – du glemte å konvertere 0,125 ml til L.