Hvad er pH på 1M glycerol?

Svaret er cirka 6,88. Derfor vil en $ 1 \ M $ opløsning af glycerol i vand være så let sur (i betragtning af at hydroxylerne er meget svagere baser end syrer, dvs. at ligevægtskonstanten for reaktionen $ \ ce {C3H7O2OH + H2O < = > C3H7O2O ^ – + H3O ^ +} $ er meget større end konstanten for $ \ ce {C3H7O2OH + H2O < = > C3H7O2OH2 ^ + + OH ^ -} $, hvilket måske eller måske ikke er sandt. Inkludering af den anden ligevægt vil køre den sande pH endnu tættere på 7)

For meget svage eller meget fortyndede syrer / baser er det lidt mere vanskeligt at løse et dissociationsproblem, fordi der skal tages hensyn til vandets selvdissociations ligevægt. Det er ofte en gyldig tilnærmelse at glemme det, da vand kun har en lille tendens til selvdissociation, og dets virkning på ligevægtskoncentrationer på $ \ ce {H ^ + _ {(aq)}} $ og $ \ ce { OH ^ {-} _ {(aq)}} $ er ofte ubetydelig, men dette er ikke din sag; glycerol i vand synes at være omtrent lige så svag en syre som vandet i sig selv.

Den bedste måde at løse ligevægtsproblemer på er at oprette en stor ligning, der inkluderer alle faktorer ved at kombinere mindre ligninger. Vi er nødt til at lave en ligning, der tager højde for alle arterne i mediet ($ \ ce {H ^ + _ {(aq)}} $, $ \ ce {OH ^ {-} _ {(aq)}} $ , $ \ ce {C3H7O2O ^ {-} _ {(aq)}} $ og $ \ ce {C3H7O2OH _ {(aq)}} $ {for nemheds skyld skal jeg mærke de to sidstnævnte $ \ ce {A ^ -} $ og $ \ ce {HA} $}) og de relaterede ligevægtskonstanter ($ K_a $ og $ k_w $). De mindre ligninger findes ved at afbalancere ladninger (en ligning) og mængden af stof for hvert stof (en eller flere ligninger afhængigt af problemet).

Opladningsbalance: $ [H ^ +] = [OH ^ -] + [A ^ -] $ (I)

Materiale balance: $ [HA] + [A ^ -] = C_ {acid} = 1 \ M $ (II)

Ligningerne for ligevægtskonstanterne er:

$ K_a = \ frac {[H ^ +] [A ^ -]} {[HA]} = 10 ^ {- 14.15} $ (III )

$ k_w = [H ^ +] [OH ^ -] = 1 \ gange 10 ^ {- 14} $ (IV)

For at løse problemet skal vi leg med lighed, indtil vi får en enkelt ligning med en enkelt variabel. Det er praktisk at få en ligning i $ [H ^ +] $, fordi vi er i stand til at finde pH direkte ved at anvende $ -log $ på svaret. Bemærk, at

$ [OH ^ -] = \ frac {k_w} {[H ^ +]} $ (V)

$ [HA] = \ frac {[H ^ +] [A ^ -]} {K_a} $ (VI)

Udskiftning (VI) i (II) giver efter noget algebra:

$ [A ^ -] = \ frac {C_ {acid} K_a} {[H ^ +] + K_a} $ (VII)

Indsæt nu (V), (VI) og (VII) i (I), så du får:

$ [H ^ +] = \ frac {k_w} {[H ^ +]} + \ frac {C_ {acid} K_a} {[H ^ +] + K_a} $

En lille smule vedholdenhed får dig til følgende polynom:

$ [H ^ +] ^ 3 + K_a [H ^ +] ^ 2- (C_ {acid} K_a + k_w) [H ^ +] – K_ak_w = 0 $

Udskiftning af værdierne på $ K_a $, $ k_w $ og $ C_ {acid} $, den eneste positive rod for ligningen er $ [H ^ +] = 1.30688 \ gange 10 ^ {- 7} $ , hvilket efter anvendelse af antilogaritmen resulterer i $ pH = 6,88 $ .

Korrekt, Henderson-Hasselbalch er til når du har en bufret opløsning af både en syre og dens c onjugate base.

Her vil du forestille dig at opløse en mol glycerol i en liter vand. Når vi siger, at pKa for glycerol er 14.15, mener vi, at Ka til reaktionen:

$$ C_3H_7O_2OH \ Rightarrow C_3H_7O_2O ^ – + H ^ + $$

er $ 10 ^ {-14.15} $. Dette er et meget lille antal, hvilket indikerer, at mens glycerol opløst i vand producerer nogle $ H ^ + $, vil det sandsynligvis ikke sænke pH meget. Så her ville du forvente en pH lidt mindre end 7.

For at beregne denne værdi konstruerede jeg det, som mange kalder et “ICE-diagram”. Eksempel 2 i dette dokument synes at ligne det problem, du er arbejder på.

Kommentarer

• Jeg ' er ikke sikker på, om ICE-tabeller er i stand til at løse for ligevægtskoncentrationer for meget fortyndede eller meget svage syrer / baser, da man samtidig skal tage hensyn til dissociationen af syren / basen og selvdissociationen af vand . Det ' er bedst at lære den mere generelle måde at løse sådanne problemer på, som involverer brugen af ladning og massebalance ligninger. Se her og her for detaljer.
• Jeg har brug for mere hjælp her. Jeg har ingen kemisk viden. Hvordan beregner jeg glycerols pH-værdi baseret på dets pKa? Tak.

Jeg kender en formel, der relaterer $ K_a $, dissociationskonstant A og koncentration C for svage syrer og baser som $ K_a $ = $ A ^ 2 $ C. Dette kan hjælpe dig.

Kommentarer

• Jeg kender også en formel, men anvendelse af denne formel giver mig ulige aflæsninger.