Question

Sa se calculeze pH ul unei sol de CH3COOH de concentratie 0.2 M ,se da Ka=10 la puterea( -4,8)

Answer 1

Răspuns: Propunere!

Calcule pentru pH-ul soluției de CH₃COOH, 0,2 M , Ka=0,158.10⁻⁴

1) Vă propun următorul algoritm, plecând de la tabloul concentrațiilor molare existente la momentul stabilirii echilibrului chimic, în disocierea acidului acetic.

1.1)Considerăm V soluție=1L , deci avem 0,2moli de CH₃COOH (din CM)

Reactia chimică: stoechiometria

1mol prin disociere formează:   1mol                 1mol

CH₃COOH   aq          =             H⁺aq          +    CH₃COO⁻

n moli intrați

   0,2                                           0                         0

n moli disociat                             n moli de ioni formați

    X                                              X                        X

n moli care există la momentul stabilirii echilibrului chimic:

0,2-X                                             X                      X

CM  ale acestor specii chimice, dacă Vs =1L

0,2-X                                             X                     X        

1.2) Introducem aceste valori de CM în Ka și rezolvăm ecuația de gradul 2:

0,158.10⁻⁴ = X²/ 0,2-X;    X² -0,158.10⁻⁴X +0,032.10⁻⁴

X1,X2 = 0,158 .10⁻⁴ (+-)√(0,158.10⁻⁴)² -4.0,032.10⁻⁴

X1,X2= 0,158 .10⁻⁴ (+-) 0,178.10⁻²,  

X1= 0,00179 M

0,158².10⁻⁸ este foarte mic și se poate neglija, considerând 0.

1.3) Concentrația în ioni hidroniu,din disocierea acidului acetic este =

X = 0,00179 M

1.4) pH = -lg CM H⁺aq = 2,745

R: aprox. pH =2,745

Este un pH mare, fiindcă acizii tari: HCl, H₂SO₄, HCLO₄, HNO₃ au un pH aproape de 0, pe scara de pH.

Am notat cu:

n=număr de moli.

H⁺aq = ion hidrogen hidratat, echivalent cu H₃O⁺.

Explicație:

În această problemă, referitoare la echilibru de transfer de protoni în soluție apoasă, se spune că:

s-a obținut o soluție de CH₃COOH, prin dizolvarea lui în apă; soluția are concentrația molară de 0,2M; constanta de aciditate, Ka (determinată experimental și trecută în tabele) a acidului acetic în această soluție apoasă 0,2 M este Ka=10⁻⁴,⁸, care este 0,158.10⁻⁴ (prin calcul). Constanta de aciditate este o măsură a tăriei acidului, adică ne spune dacă acidul disociază (ionizează) în ioni, total sau parțial , când se stabiliște un echilibru chimic. Acidul acetic, are Ka mic ∠∠0, rezultă că el ionizează parțial, printr-o reacție reversibilă. La momentul satbilirii echilibrului chimic, în soluția apoasă, pe lângă ionii proveniți de la disocierea apei (Kw=10⁻⁴( mol/L)², există ionii proveniți din disocierea acidului, alături de molecule de acid neionizate și molecule de apă neionizate.

CH₃COOH aq = H⁺aq +  CH₃ COO⁻

1mol                  1mol    =      1mol

Ka= C M H⁺ . C M CH₃COO⁻ / C M CH₃COOH

CM sunt concentrații molare ale speciilor la momentul stabilirii echilibrului chimic.

Necunoscuta în problemă este pH-ul soluției 0,2 M de acid acetic și care se află din concentrația ionilor de H⁺aq, din Ka.

O altă variantă de calcul, pe care n-o sugerez, este relația dintre CM H⁺aq, CM  inițială acid slab și Ka:

C M H⁺aq = radical din produsul CM inițială acid. Ka

Nu apar erori de calcul, când se aplică la soluții apose de acizi slabi, Ka este mai mic de 10⁻⁵.