Mikä on 1 M glyserolin pH?

Vastaus on noin 6,88. Siksi $ 1 \ M $ glyseroliliuos vedessä on aina niin lievästi hapan (kun otetaan huomioon, että hydroksyylit ovat paljon heikompia emäksiä kuin hapot, ts. Että reaktion tasapainovakio $ \ ce {C3H7O2OH + H2O < = > C3H7O2O ^ – + H3O ^ +} $ on paljon suurempi kuin $ \ ce {C3H7O2OH + H2O: n vakio < = > C3H7O2OH2 ^ + + OH ^ -} $, mikä voi olla totta tai ei. Toinen tasapaino sisällyttää todellisen pH: n vielä lähemmäksi arvoa 7)

Hyvin heikoilla tai erittäin laimealla hapoilla / emäksillä dissosiaatioprobleemien ratkaiseminen on hieman hankalampaa, koska on otettava huomioon veden itsestään dissosiaatiotasapaino. Usein on pätevä arvio unohtaa se, koska vedellä on vain pieni taipumus dissosiaatioon, joten sen vaikutus tasapainopitoisuuksiin $ \ ce {H ^ + _ {(aq)}} $ ja $ \ ce { OH ^ {-} _ {(aq)}} $ on usein merkityksetön, mutta tämä ei ole sinun tapauksesi; glyseroli vedessä näyttää olevan suunnilleen yhtä heikko happo kuin vesi itse.

Paras tapa ratkaista tasapainoongelmat on muodostaa suuri yhtälö, joka sisältää kaikki tekijät yhdistämällä pienempiä yhtälöitä. Meidän on tehtävä yhtälö, jossa otetaan huomioon kaikki väliaineen lajit ($ \ ce {H ^ + _ {(aq)}} $, $ \ ce {OH ^ {-} _ {(aq)}} $ , $ \ ce {C3H7O2O ^ {-} _ {(aq)}} $ ja $ \ ce {C3H7O2OH _ {(aq)}} $ {mukavuuden vuoksi, merkin kaksi viimeistä $ \ ce {A ^ -} $ ja $ \ ce {HA} $}) ja niihin liittyvät tasapainovakiot ($ K_a $ ja $ k_w $). Pienemmät yhtälöt löytyvät tasapainottamalla varauksia (yksi yhtälö) ja kunkin aineen ainemäärää (yksi tai useampi yhtälö ongelmasta riippuen).

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

Aineen tasapaino: $ [HA] + [A ^ -] = C_ {happo} = 1 \ M $ (II)

Tasapainovakioiden yhtälöt ovat:

$ K_a = \ frac {[H ^ +] [A ^ -]} {[HA]} = 10 ^ {- 14,15} $ (III )

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

Ongelman ratkaisemiseksi meidän on pelaa yhtälöillä, kunnes saamme yhden yhtälön yhdellä muuttujalla. On kätevää saada yhtälö muodossa $ [H ^ +] $, koska löydämme pH: n suoraan soveltamalla vastaukseen $ -log $. Huomaa, että

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

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

Korvaamalla (VI) ryhmässä (II) saadaan jonkin verran algebraa:

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

Lisää nyt (V), (VI) ja (VII) kohtaan (I), jotta saat:

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

Pieni itsepintaisuus vie sinut seuraavaan polynomi:

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

Korvaamalla arvot $ K_a $, $ k_w $ ja $ C_ {acid} $, yhtälön ainoa positiivinen juuri on $ [H ^ +] = 1.30688 \ kertaa 10 ^ {- 7} $ , mikä antilogaritmin soveltamisen jälkeen johtaa $ pH = 6,88 $ .

Oikein, Henderson-Hasselbalch on tarkoitettu, kun sinulla on puskuroitu liuos sekä haposta että sen c onjugaattipohja.

Tässä haluat kuvitella liuotettavan yhden moolin glyserolia yhteen litraan vettä. Kun sanomme, että glyserolin pKa on 14,15, tarkoitamme, että reaktion Ka:

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

on 10 $ ^ {-14,15} $. Tämä on hyvin pieni luku, mikä osoittaa, että vaikka veteen liuotettu glyseroli tuottaa jonkin verran dollaria H ^ + $, se todennäköisesti ei alenna pH: ta kovin paljon. Joten tässä voit odottaa pH-arvon olevan hieman alle 7.

Tämän arvon laskemiseksi rakennan niin kutsutun ICE-kaavion esimerkin 2 tässä asiakirjassa näyttää olevan samanlainen kuin ongelma, jonka olet työskentelee.

Kommentit

• En ' ole varma, pystyvätkö ICE-taulukot ratkaisemaan tasapainokonsentraatiot hyvin laimennetuille tai erittäin heikoille hapoille / emäksille, koska on samanaikaisesti otettava huomioon hapon / emäksen dissosiaatio ja veden itsestään dissosiaatio . It ' on parasta oppia yleisempi tapa ratkaista tällaiset ongelmat, joihin sisältyy varaus- ja massatasapainoyhtälöiden käyttö. Katso täällä ja tästä saadaksesi lisätietoja.
• Tarvitsen lisää apua täällä. ei kemian osaamista. Kuinka lasken glyserolin pH: n sen pKa: n perusteella? Kiitos.

Tiedän kaavan, joka liittyy dollariin $ K_a $, dissosiaatiovakioon A ja pitoisuuteen C hapot ja emäkset kuten $ K_a $ = $ A ^ 2 $ C.Tämä voi auttaa sinua.

kommentit

• Tiedän myös kaavan, mutta tämän kaavan soveltaminen antaa minulle outoja lukemia.