Jaké je pH tohoto roztoku H2SO4? [duplicate]

Váš problém je, že vy představoval pouze první disociaci polyprotické kyseliny $ \ ce {H2SO4} $ – vaše kniha potřebovala zvláštní specificitu z druhé disociace. Projdu celým procesem, včetně částí, které již znáte.

Začněte tím, že najdete molární hmotnost $ \ ce {H2SO4} $, abyste zjistili, kolik molů z toho jeden gram je ekvivalentní. Poté převeďte na molaritu (koncentraci) pomocí daného objemu vody.

$$ \ ce {MM_ {H_2SO_4} = 2 * 1,01 g + 1 * 32,06 g + 4 * 16,00 g = 98,08 g} $$

$$ \ ce {\ frac {1 g H2SO4} {1} \ times \ frac {1 mol H2SO4} {98,08 g H2SO4} = 1,0 \ times10 ^ {- 2} mol H2SO4} $$

$$ \ ce {\ frac {1,0 \ times10 ^ {- 2} mol H2SO4} {1 L H2O} = 1,0 \ times10 ^ {- 2} M H2SO4} $$

ICE-box je sice formalitou pro tak silnou kyselinu, ale přesto se dá ukázat.

\ begin {array} {| c | c | c | c | c |} \ hline \ text {Initial}: & 1.0 \ times10 ^ {- 2} & & 0 & 0 \\ \ hline & \ ce {H2SO4} & \ ce {H2O} & \ ce {H3O +} & \ ce {HSO4 -} \\ \ hline \ text {Změnit}: & -x & & + x & + x \\ \ hline \ text {Equilibrium}: & 0 & 1,0 \ times10 ^ {- 2} & 1,0 \ times10 ^ {- 2} \\ \ hline \ end {array}

Druhý ICE-box je dobrý způsob organizace druhé disociace. Přeneste rovnovážné koncentrace z první tabulky. Všechny výpočty až po řádek slouží ke zjištění změny (pomocí $ \ ce {K_ {a (2)} = 1,2 \ times10 ^ {- 2}} $). Všimněte si, že poté, co je nalezen $ y $, je znovu použit ve druhém ICE-boxu ke stanovení rovnovážných koncentrací po druhé disociaci. Všimněte si také, že nemůžete zanedbávat $ y $ po druhé rovnici kvůli podobným velikostem molarity a $ K_a $ a musíte použít kvadratický vzorec.

\ begin {pole} {| c | c | c | c | c |} \ hline \ text {počáteční}: & 1,0 \ times10 ^ {- 2} & & 1,0 \ times10 ^ {- 2} & 0 \\ \ hline & \ ce {HSO4-} & \ ce {H2O} & \ ce {H3O +} & \ ce {SO4 ^ {2 -}} \\ \ hline \ text {Změnit}: & -y & & + y & + y \\ \ hline \ text {Equilibrium}: & 0,5 \ times10 ^ {- 2} & & 1,5 \ times10 ^ {- 2} & 4,8 \ times10 ^ {- 3} \\ \ hline \ end {pole}

$$ \ ce {K_a = \ frac {[H3O +] [SO4 ^ {2-}] } {[HSO4 -]}} $$

$$ \ ce {1,2 \ times10 ^ {- 2} = \ frac {( 1,0 \ times10 ^ {- 2} + y) (y)} {1,0 \ times10 ^ {- 2} – y}} $$

$$ \ ce {1,2 \ times10 ^ {- 4} – (1,0 \ times10 ^ {- 2}) y = (1,0 \ times10 ^ {- 2}) y + y ^ 2} $$

$$ \ ce {1,2 \ times10 ^ {- 4 } = (2,0 \ times10 ^ {- 2}) y + y ^ 2} $$

$$ \ ce {0 = y ^ 2 + (2,0 \ times10 ^ {- 2}) y – 1,2 \ times10 ^ {- 4}} $$

\ begin {split} \ ce {y} & = \ frac {-b \ pm \ sqrt {b ^ 2-4ac}} {2a} \\ & = \ frac {- (2,0 \ times10 ^ {- 2}) \ pm \ sqrt {(2,0 \ times10 ^ {-2}) ^ 2-4 (1) (- 1,2 \ times10 ^ {- 4})}} {2 (1)} \\ & = \ frac {- 2,0 \ times10 ^ {- 2} \ pm \ sqrt {4,0 \ times10 ^ {- 4} +4.8 \ times10 ^ {- 4}}} {2} \\ & = \ frac {-2.0 \ times10 ^ {- 2} \ pm \ sqrt {8,8 \ times10 ^ { -4}}} {2} \\ & \ přibližně 4,8 \ times10 ^ {- 3} \ end {split}

---

Připojte se k Funkce p pro stanovení pH.

$$ – \ log (1,5 \ times10 ^ {- 2}) = 1,82 $$

Všimněte si, že $ – \ log ( 2 \ times10 ^ {- 2}) = 1,69 $, takže se vaše kniha pravděpodobně zaokrouhlila na jednu významnou číslici (což by dávalo smysl vzhledem ke způsobu formulace problému).