Fråga:
Beräkna pH som produceras genom att blanda $ \ pu {25,0 mL} $ av $ \ pu {0,420 M} $ $ \ ce { Ba (OH) _2} $ med $ \ pu {125 ml} $ av $ \ pu {0,120 M} $ $ \ ce {HCl} $.
Försök:
I ” m lära mig om syror och baser just nu (och inte så vana vid det ännu). Först skrev jag den kemiska ekvationen $$ \ ce {2HCl + Ba (OH) _2 \ rightarrow 2H_2O + BaCl_2} $$
Sedan beräknade jag antalet mol för varje $ \ ce {Ba (OH) _2} $ har $$ \ pu {0,025 L} \ gånger \ pu {0,420 M} = 0,0105 $$ mol
och för $ \ ce {HCl} $ $$ 0.125 \ pu {mL} \ times \ pu {0.120 M} = 0.0150 $$ Så $ \ ce {Ba (OH) 2} $ är den begränsande reaktanten. Men jag är inte säker på hur man ska gå vidare så all hjälp skulle verkligen uppskattas!
Svar
Du är på rätt väg bara en sak. $ \ ce {Ba (OH) 2} $ är i överskott och $ \ ce {HCl} $ är den begränsande reaktanten , vilket innebär att alla $ \ ce {HCl} $ är förbrukade. Bara det säger oss att pH är över 7, eftersom $ \ ce {Ba (OH) 2} $ är alkaliskt och det inte finns någon syra kvar.
För att hitta det exakta pH för den resulterande lösningen, först måste hitta hur mycket av $ \ ce {Ba (OH) 2} $ som är kvar. Eftersom alla $ \ ce {HCl} $ används kan vi hitta antalet mol $ \ ce {Ba (OH) 2} $ som behövs för att reagera med det. Som du har sagt är antalet mol $ \ ce {HCl} $ 0.0150. Från ekvationen kan vi se att 2 mol $ \ ce {HCl} $ reagerar med 1 mol $ \ ce {Ba (OH ) 2} $. Så 0,0150 mol $ \ ce {HCl} $ reagerar med $ \ frac {0,0150} {2} $ = 0,0075 mol $ \ ce {Ba (OH) 2} $. Men det finns 0,0105 mol av $ \ ce {Ba (OH) 2} $ närvarande. Så vi hittar skillnaden för att hitta hur många mol det finns i lösningen när reaktionen är klar.
Detta tal är 0,0105 – 0,0075 = 0,003 mol. Nu, en sak om syror och baser, är att deras joner dissocieras i lösning. Ju fler joner dissocierar, desto starkare är syran eller basen. Här finns ingen syra kvar, utan bara 0,003 mol av basen närvarande. $ \ ce {Ba (OH) 2} $ dissocierar enligt följande: $$ \ ce {Ba (OH) 2 < = > 2OH – + Ba ^ 2 +} $$ Detta betyder att en mol av $ \ ce {Ba (OH) 2} $ dissocierar för att bilda 2 mol $ \ ce {OH -} $ joner. Så 0,003 mol $ \ ce { Ba (OH) 2} $ dissocieras för att bilda 0,003 * 2 = 0,006 mol $ \ ce {OH -} $ joner. Den resulterande lösningen har en volym av 125 + 25 = 150 ml. Koncentrationen av $ \ ce {OH -} $ joner hittas av $ \ frac {0.006} {0.150} $ = 0.04 M.
För att hitta pH är det lättare att först hitta pOH Det finns med formeln: $$ \ ce {pOH = -log (OH ^ -)} $$ I ditt fall är värdet $ \ ce {OH -} $ 0,04 och pOH är $$ \ ce {pOH = -log (0.04)} $$ eller pOH = 1.397940. Slutligen kan pH hittas genom att subtrahera pOH från 14 eftersom $$ \ ce {pOH + pH = 14} $$ I detta fall är pH = 14 – 1.397940 = 12.60206.
Det här är mitt första svar någonsin på den här webbplatsen, hoppas att det hjälper. Om jag har gjort några misstag, ledsen och gärna hjälpa till, ständigt aktiv gemenskap of Chemistry Stack Exchange
Kommentarer
- Enligt min mening är det ' lättare att hitta $ [H ^ {+}] $ genom att dela $ K_ {w} $ med $ [OH ^ {-}] $ och sedan hitta den negativa loggen för det. Det ' hoppa över några steg för att arbeta med $ pOH $ etc.
- Det ' är allt en och samma sak, verkligen. Det fungerar också, men jag gillar personligen pOH. Det ' är som yin och yang, pH och pOH; två sidor av ett mynt och vad inte.
- En sak dock. Om $ Ba (OH) _ {2} $ överstiger, varför reagerar all $ HCl $? Varför reagerar inte ' inte alla $ Ba (OH) _ {2} $ för att lämna ett överskott på $ HCl $?
- @ iha99 Kanske borde detta var helt uppenbar, men där du säger " Du är på rätt väg. Ba (OH) 2 är den begränsande reaktanten, vilket innebär att all HCl är förbrukad. Bara det säger oss att pH är över 7, eftersom Ba (OH) 2 är alkaliskt och det inte finns någon syra kvar ", I ' m förvirrad, för om Ba (OH) 2 är den begränsande reaktanten, bör inte ' t användas först och lämna syra?
- Dessutom är den totala lösningsvolymen vann ' t vara 0,150 mol dm ^ -3. Det blir 0,025 mol dm ^ -3 – du glömde att konvertera 0,125 ml till L.