回答:
警告!答案很长。 a)pH = 5.13; b)pH = 11.0
说明:
为一个):
氯化铵, #NH_4Cl# 溶解在溶液中形成铵离子 #NH_4 ^(+)# 通过质子化水形成氨,起到弱酸的作用, #NH_3(水溶液)# 和水合氢离子 #H_3O ^(+)(水溶液)#:
#NH_4 ^(+)(aq)+ H_2O(1) - > NH_3(aq)+ H_3O ^(+)(aq)#
我们知道的 #K_b# 对于氨,我们可以找到 #K a# 对于铵离子。对于给定的酸/碱对:
#K_a次K_b = 1.0次10 ^ -14# 假设标准条件。
所以, #K_a(NH_4 ^(+))=(1.0倍10 ^ -14)/(1.8倍10 ^ -5)= 5.56倍10 ^ -10#
插上浓度和 #K a# 值到表达式中:
#K_a =(H_3O ^(+)次(NH_3))/(NH_4 ^(+))#
#5.56乘以10 ^ -10 ~~(H_3O ^(+)次NH_3)/(0.1)#
#5.56倍10 ^ -11 = H_3O ^(+) ^ 2#
(因为我们可以假设每一个形成的氨都必须形成一个分子的水合氢离子。此外, #K a# 很小,所以 #x«0.1#.)
#H_3O ^(+) = 7.45倍10 ^ -6#
#pH值= -log H_3O ^(+)#
#pH = -log(7.45乘10 ^ -6)#
#pH约5.13#
对于b):
(一世) 确定混合后存在的物种。
反应方程是
#color(white)(mmmmm)“OH”^“ - ”+“NH”_4 ^“+” - >“NH”_3 +“H”_2“O”#
#“I / mol”:颜色(白色)(mll)0.010颜色(白色)(mll)0.010颜色(白色)(mol / L)0#
#“C / mol”:颜色(白色)(m)“ - 0.010”颜色(白色)(ml)“ - 0.010”颜色(白色)(m)“+ 0.010”#
#“E / mol”:颜色(白色)(mll)0color(白色)(mmmm)0color(白色)(mmml)0.010#
#“OH的摩尔数”^“ - ”=“0.100 L”ד0.1 mol”/“1 L”=“0.010 mol”#
#“NH的摩尔数”_4 ^“+”=“0.100 L”ד0.1 mol”/“1 L”=“0.010 mol”#
因此,我们将有200毫升含有0.010摩尔氨的水溶液,pH值应高于7。
(ⅱ) 计算溶液的pH值
#“NH”_3 =“0.010 mol”/“0.200 L”=“0.050 mol / L”#
平衡的化学方程是
#“NH”_3 +“H”_2“O” “NH”_4 ^“+”+“OH”^“ - ”#
让我们重写这个
#“B”+“H”_2“O” “BH”^“+”+“OH”^“ - ”#
我们可以使用ICE表来进行计算。
#color(白色)(mmmmmmmll)“B”+“H”_2“O” “BH”^“+”+“OH”^“ - ”#
# “I /莫尔” ^ “ - 1”:颜色(白色)(MLL)0.050color(白色)(mmmmmll)0color(白色)(MMM)0#
# “C /莫尔” ^ “ - 1”:颜色(白色)(毫米) “ - ” xcolor(白色)(mmmmmll) “+” xcolor(白色)(MLL) “+” X#
# “E /莫尔” ^ “ - 1”:颜色(白色)(M) “0.050-” xcolor(白色)(MMMMM)xcolor(白色)(MMM)X#
#K_text(b)=(“BH”^“+” “OH”^“ - ”)/(“B”)= x ^ 2 /(“0.050-”x)= 1.8×10 ^ “ - 5” #
检查是否可忽略:
#0.050/(1.8 × 10^'-5') = 3 × 10^3 > 400#. #x«0.050#
#x ^ 2 / 0.050 = 1.8×10 ^“ - 5”#
#x ^ 2 = 0.050×1.8×10 ^“ - 5”= 9.0×10 ^“ - 7”#
#x = 9.5×10 ^“ - 4”#
#“OH”^“ - ” = 9.5×10 ^“ - 4”颜色(白色)(l)“mol / L”#
#“pOH”= -log(9.5×10 ^“ - 4”)= 3.0#
#“pH = 14.00 - pOH = 14.00 - 3.0”= 11.0#