Mikä on oikea tapa laskea pitoisuus $ \ ce {H3O +} $ ratkaisussa, jonka $ \ ce {pH} = 6,99 $?
Yritä 1.
pH < 7, joten siellä on vain $ \ ce { H3O +} $ hiukkasia liuoksessa. $ [\ ce {H3O +}] = 10 ^ {- \ ce {pH}} = 10 ^ {- 6.99} = 1.02 \ cdot 10 ^ {- 7} $
yritys 2.
Meillä on $ [\ ce {H3O +}] = 10 ^ {- \ ce {pH}} = 10 ^ {- 6.99} = 1.02 \ cdot 10 ^ {- 7} $ ja $ [\ ce {OH-}] = 10 ^ {- \ ce {pOH}} = 10 ^ {- 7.01} = 9.77 \ cdot 10 ^ {- 8} $.
$ \ ce {H3O + + OH- – > 2 H2O} $ takia meille jää $ [\ ce {H3O +}] = 1.02 \ cdot 10 ^ {- 7} – 9,77 \ cdot 10 ^ {- 8} = 4,6 \ cdot 10 ^ {- 9} $
Kun pH on pienempi yli 6 tai suurempi kuin 8, ei huomaa eroa, mutta tässä se on logaritmisesti erittäin suuri. Joten ihmettelen, mikä on oikea tapa?
Kommentit
- Olkoon ’ sanottava suoraan. Mikä on $ \ ce {H3O +} $: n pitoisuus liuoksessa, jonka pH = 7,00? Yritä laskea se ensimmäisellä tavalla. Ja myös toinen tapa. Missä totuus on nyt?
- @IvanNeretin uskon toisen. Joten sen pitäisi olla aina toinen tapa. Kemian tutkinnon suorittanut väitti kuitenkin, että kemistit sopivat käyttävänsä ensimmäistä tapaa, koska toisen tavan käyttäminen olisi tarpeetonta työtä ja ero on joka tapauksessa pieni. En usko sitä, joten kysymykseni.
- Toinen yritys on väärä. Ionien välillä on tasapaino. Ionit eivät ’ t yhdistyneet muodostamaan vesimolekyylejä (ne tosiasiallisesti muodostuvat, mutta yhdistymisnopeus on yhtä suuri kuin vesimolekyylien hajoamisnopeus tuottaa ioneja tasapainossa, joten ei nettomuutosta). Ensimmäinen yrityksesi on oikea.
- @wythagoras OK, anna ’ s kokeilla toisinpäin. Kun pH = 7, käyttämällä toista tapaa (mikä on väärin, jos kukaan ei kertonut sitä aiemmin), saat $ \ ce {H3O +} $: n pitoisuuden arvoksi 0. Mutta odota; mikä on pH? Kuinka se määritellään ?
- Tässä ’ s mitä ’ vääriä toinen menetelmä. Kun vähennät $ [\ ce {OH ^ {-}}] $ dollarista $ [\ ce {H3O +}] $ saadaksesi ” ylimäärän ” $ [\ ce {H3O +}] $, osoitat epäsuorasti tasapainovakion $ + \ infty $ neutralointireaktiolle. Tämä ei ole totta; tasapainovakio on korkea ($ \ mathrm {k_ {w} ^ {- 1} = 10 ^ {14}} $), mutta se ei ole ei ääretön. Näillä erittäin matalilla pitoisuuksilla et voi suorittaa tällaista vähennystä, ja sinun on otettava huomioon tasapainovakion äärellinen arvo.
Vastaa
Jos otat näytteen puhtaasta vedestä, hydroksidi- ja hydrroniumioneja on vähän. Tietenkin ne voivat yhdistyä muodostaen vettä ja kyllä ne yhdistyvät, mutta on olemassa vähän vesimolekyylejä, jotka hajoavat / yhdistyvät muodostaen taas ionit. Siksi ionien ja vesimolekyylien konsentraation välillä on dynaaminen tasapaino .
$ \ textrm {pH} $ on määritelmän mukaan hydroniumionipitoisuuden negatiivinen logaritmi.
$$ \ textrm {pH} = – \ log [\ ce {H ^ +}] = – \ log [\ ce {H3O ^ +}] $$
Sinä voi saada H + -ionien pitoisuuden korvaamalla pH-arvon seuraavalla kaavalla:
$$ [\ ce {H3O ^ +}] = 10 ^ {\ mathrm {-pH}}. $$
Yrityksesi 2 on virheellinen, koska oletuksesi, että kaikki ionit yhdistyvät vesimolekyylien muodostamiseen, on väärä. aina on joitain ionien pitoisuuksia, eikä niitä kaikkia tarvitse yhdistää vesimolekyylien tuottamiseksi. oikein.
Vaikuttaa siltä, ettet ole tietoinen veden tasapainon ja itsensä ionisoinnin käsitteestä. Olen valinnut muutamia hyviä materiaaleja, joihin haluat (sinun pitäisi) viitata,
Kemiallisen tasapainon käsite on erittäin tärkeä ja törmäät siihen kemiassa usein, joten sinun on opittava se. Myös veden itsionisaatio yhdessä kemiallisen tasapainon kanssa ovat keskeisiä käsitteitä happojen ja emästen oppimisessa.
Vastaa
Luulen, että sekoitat kahta eri käsitettä. Jos haluat tietää kuinka paljon happoa tarvitset pH-arvon 6,99 saavuttamiseksi on tärkeää ottaa huomioon, että vesi on hieman dissosioitunutta . Mutta se ei ollut kysymys.Kysymys oli yksinkertaisesti
mikä on H 3 O +
-pitoisuus
Ja se seuraa suoraan p -määrityksestä pH:
$$ \ rm {pH = – \ log_ {10} ([H_3O ^ +])} $$
Yksinkertainen matemaattinen uudelleenjärjestely antaa sinulle
$ $ \ rm {[H_3O ^ +] = 10 ^ {- 6.99}} $$
Älä sekoita itseäsi satunnaisiin tieteen bitteihin, jotka eivät kuulu vastaukseen … se vain saa aikaan se on vaikeampaa kuin sen pitäisi olla.
Vastaa
Hylkää aikaisempi vastaus, koska siinä oli pieni väärinkäsitys.
Tässä tapahtuu myös veden itsensä ionisointi, mikä lisää H + -pitoisuutta ja vähentää OH – -pitoisuutta. Myöskään vedestä peräisin oleva [H + ] ei ole yhtä suuri kuin 10 -7 tavallisen ionivaikutuksen vuoksi. Netto [H +] = 10 -pH
Myös [H + ] = [H 3 O + ], koska yksittäinen H + yhdistyy yhden vesimolekyylin kanssa, jolloin saadaan H3O + ilman OH – -tapaa, kuten teit yrityksessä 2.
Kommentit
- Aikaisemmassa erehdysyrityksessä harkitsin sitä. HCl: ää annetaan ja pH on laskettava.
Vastaus
pH on lähellä 7. Joten Veden hydroniumionipitoisuutta ei voida laiminlyödä. [H3O + ed. vesi + H3O + haposta] [OH -] = 10 ^ -14
Huomaa, että H2O dissosioituu osittain muodostaen H3O + ja OH- ja että tämä prosessi saavuttaa tasapainon lopuksi ionituotteen kanssa: [H +] [OH -] = 10 ^ -14
Jos veteen lisätään happoa. H + kasvaa ja siten massatasolain mukaan tasapaino työntyy vasemmalle ja OH- pitoisuus pienenee. Näin H +: n pitoisuus tulee suuremmaksi kuin OH-.
Joten voit itse asiassa ottaa H + -pitoisuuden arvoksi 10 ^ (- ph) mikä antaa H +: n kokonaispitoisuuden sekä haposta että vedestä. Yrituksesi 2 on käsitteellisesti virheellinen, koska olet ottanut H +: n ja OH: n eron etkä löytänyt itse PH: tä. Luulen, että olet unohtanut, että molemmat H + ( pikemminkin H3O +) ja OH- esiintyvät yhdessä liuoksessa, vaikka yksi saattaa olla suurempi kuin toinen. Joten ensimmäinen lähestymistapa on sopivampi. pH on määritelmän mukaan negatiivinen kokonaisliuoksen H + -pitoisuuden logaritmista.
Kommentit
- On totta, että $ \ ce { H +} $: ta vedestä ei pidä ’ t jättää huomiotta tässä. Mutta sitä ei pidä myöskään ’ pitää harkita . PH on jo tiedossa, joten emme ’ välitä siitä, mistä nämä protonit ovat peräisin.
- Mitä tarkoitat ” pidetäänkö joko ”? Meidän on pidettävä suurinta osaa H +: sta tulevana vedestä eikä haposta. Happo vaikuttaa vain pieneen ylimäärään, ja pH-arvo laskee arvoon 6,99.
- Ja totta on, että nyt tiedämme pH: n emme ’ välitä siitä, mistä protonit ovat peräisin.
- Tarkoitan juuri sitä: koska tiedämme pH: n, emme ’ ei tarvitse tehdä mitään laskelmia, joissa on mukana veden itsionisaatiovakio.
- Oh. Siinä mielessä. Selitin yksinkertaisesti ionisaatiovakiosta, koska kysymykseen liittyi jonkin verran sekaannusta.
Vastaus
PH = – log 10 [H3O +] [H3O +] = -antilog 10 (PH) [H3O +] = – 10 ^ 6,99 Koska antilog b (x) = b ^ x Siksi [H3O +] = 9772372.21
Kommentit
- Olet ’ saavuttanut mahdottoman korkean pitoisuuden, koska olet ’ käyttänyt väärin logaritmien / eksponention ominaisuudet ja väärin sijoitettu miinusmerkki.
- Tämä viesti on erittäin syövyttävä! Varo!