Az alábbiakban a ennek a kétes kérdésnek az átírása található:
A gyenge egybázisú szerves sav, a $ \ ce {HA} $ vízben és $ \ ce {CHCl3} $ -ban egyaránt oldódik. $ \ pu {500,0 cm3} $ a $ \ ce {HA} $ oldatból $ \ ce {CHCl3} $ -ba, koncentrációja $ \ pu {0,057 mol dm-3} $, jól megrázódik a $ \ \ pu {500,0 cm3} $ vizet és hagyták elérni az egyensúlyt $ \ pu {27 ° C} $ hőmérsékleten. Ezután egy vizes réteg és a $ \ ce {CHCl3} $ réteg elválik; a vizes réteg pH-ja ilyen körülmények között 3,21.
A $ \ ce {HA} $ disszociációs állandója vízben $ \ pu {27 ° C} $ esetén $ \ pu { 1E-5 mol dm-3} $.
- Számítsa ki a megoszlási hányadost $ \ pu {27 ° C} $ értéken a $ \ ce {HA} $ víz és $ \ közötti felosztásához. ce {CHCl3} $.
- Egy második kísérlet során további $ \ pu {500,0 cm3} $ részt ugyanabból a $ \ ce {HA} $ megoldásból $ \ ce {CHCl3} $ -ba, amelyben a $ \ ce {HA} $ koncentrációja $ \ pu {0,057 mol dm-3} $, jól megrázódik $ \ pu {500,0 cm3} $ -val egy $ \ pu {0,027 mol dm-3} $ vizes $ -val \ ce {NaOH} $ oldatot, és hagyjuk elérni az egyensúlyt $ \ pu {27 ° C} $ hőmérsékleten.
Számítsa ki a vizes réteg $ \ mathrm {pH} $ értékét ilyen körülmények között.
- Mondja el a fenti számításokban az esetleges feltételezéseket, ha vannak ilyenek.
Megoldás 1. kérdés.
- Mivel a pH meg van adva, a $ \ ce {[H ^ +] (aq)} $ értéket a
\ begin {align } \ mathrm {pH} & = – \ log [\ ce {H ^ + ~ (aq)}] \\ [\ ce {H ^ +} ~ (\ ce { aq})] & = 10 ^ {- 3.21} \\ & = 6.16 \ cdot 10 ^ {- 4} ~ \ mathrm {mol \, dm ^ {- 3}} \\ \ end {align}
-
A $ K_ \ mathrm {a} $ megfelelő alkalmazásával a $ [\ ce {HA } ~ ({\ ce {aq}})]] $ vizes rétegben 0,038 USD ~ \ mathrm {mol \, dm ^ {- 3}} $.
-
Következő , a szerves rétegben jelen lévő $ [\ ce {HA} ~ (\ ce {aq})] $ meghatározható a $ [\ ce {HA} ~ ({\ ce {aq}})] $ kivonásával vizes réteg a $ [\ ce {HA} ~ ({\ ce {aq}})] $ $ kezdeti koncentrációtól, ami 0,019 USD ~ \ mathrm {mol \, dm ^ {- 3}} $.
-
Végül megkaptam $ K_ \ mathrm {D} = \ dfrac {[\ ce {HA} _ \ mathrm {vizes ~ réteg}]} {[\ ce {HA} _ \ mathrm {organikus ~ réteg}]} = \ dfrac {0,038 ~ \ mathrm {mol \, dm ^ {- 3}}} {0,019 ~ \ mathrm {mol \, dm ^ {- 3}}} = 2 $.
Remélem, hogy ez helytálló, de nem vagyok egészen biztos benne.
A hiányos megoldás a 2. kérdésre.
- $ \ Ce {HA} $ és $ \ ce {NaOH} $ reakciója
$$ \ ce {HA} ~ (\ ce {aq}) + \ ce { NaOH} ~ (\ ce {aq}) \ longrightarrow \ ce {NaA} ~ (\ ce {aq}) + \ ce {H2O} ~ (\ ce {l}) $$
- A jelen lévő $ \ ce {NaOH} $ móljainak száma $ 0,0135 ~ \ mathrm {mol} $.
Összetévesztem a $ \ ce {HA} $ koncentrációjával Ezt a számítást kellett vennem. Kezdetben a szerves rétegben jelen lévő $ \ ce {HA} $ koncentrációt $ 0,019 ~ \ mathrm {mol ~ dm ^ {- 3}} $ -nak találtam. Ezt kell itt használnom, vagy 0,057 USD ~ \ mathrm {mol ~ dm ^ {- 3}} $ -t?
Melyek azok a feltételezések, amelyeket feltételeznem kell, hogy kivegyem ezt a számítást?
Megjegyzések
- Ezután a szerves rétegben jelen levő [HA (aq)] meghatározható a [HA (aq) kivonásával. ] a vizes rétegben van a [HA (aq)] kezdeti koncentrációjától, ami // Typo eredményt ad, az utolsó bitnek -nak kell lennie a [HA (CHCl3)] kezdeti koncentrációjától, ami // Szintén $ K_D = 2,0 $, ha jelentős számokat veszünk figyelembe.
- A 2. részhez tudod, hogy 0,019 mol összesen (a) HA van CHCl3-ban (b) HA van H20-ban (c) A ^ – H2O-ban // Azt is tudja, hogy a HA hogyan oszlik meg a CHCL3 és a víz között. // Azt is tudja, hogy a H +, A- és HA hogyan viszonyul a vízhez Ka-on keresztül // Azt is tudja, hogy $ \ ce {Na + + H + = A ^ – + OH ^ -} $, így elegendő egyenlet áll rendelkezésére az összes ismeretlenek.
Válasz
Az egyensúly valóban a fajok kémiai aktivitásától függ, és nem azok koncentrációjától. Tehát mindkét részre vonatkozó feltevés az, hogy a vegyi faj aktivitásai azonosak a koncentrációval. Ez ésszerű ezeknek a megoldásoknak. Alapszabály, hogy 0,1 mólnál nagyobb koncentrációjú oldatok esetén a feltételezés kocka.
Azt hiszem, nagyon közel állsz az 1. rész megfelelő megoldásához, de kicsit másként állítanám.
- Mivel A pH megadva, a vizes fázisban lévő $ \ ce {[H ^ +]} $ értéket a következő határozza meg:
$ [\ ce {H ^ +}] = 10 ^ {- \ mathrm {pH}} = 10 ^ {- 3,21} = 6.2 \ cdot 10 ^ {- 4} ~ \ mathrm {mol \, dm ^ {- 3}} $
A mantissza A pH-nak csak két jelentős száma van, ezért a $ \ ce {[H ^ +]} $
-
Tudjuk, hogy a vizes rétegben a töltéseknek ki kell egyensúlyozniuk, így $ \ ce {[H ^ +] = [A ^ -] + [OH ^ -]} $, de $ \ ce {[A ^ -] > > [OH ^ -] } $, így feltételezhetjük, hogy $ \ ce {[H ^ +] = [A ^ -]} $
-
$ \ ce {[H ^ +] = [ A ^ -]} $ a $ K_ \ mathrm {a} $ egyenlet megoldható a vizes rétegben jelenlévő $ \ ce {[HA]} $ esetében, ami 0,038 $ ~ \ mathrm {mol \, dm ^ {- 3} értéket ad } $.
$$ \ ce {[HA]} = \ dfrac {\ ce {[H ^ +] [A ^ -]}} {1 \ alkalommal10 ^ {- 5}} = \ dfrac {(6.2 \ times10 ^ {- 4}) ^ 2} {1 \ times10 ^ {- 5}} = 0.038 $$
-
Ezután a vizes fázisban lévő $ \ ce {[A -]} $ jelentéktelen a vizes fázisban lévő $ \ ce {[HA]} $ -hoz képest, tehát a $ \ ce {HA} $ móljai jelen vannak a a szerves réteget szubtraktusokkal lehet meghatározni a vizes rétegben jelen levő $ \ ce {HA} $ mol (0,038 * 0,5 = 0,019) a kezdeti $ \ ce {HA} $ molból (0,057 * 0,50 = 0,029), ami 0,020 $ végső koncentrációt eredményez ~ \ mathrm {mol \, dm ^ {- 3}} $ of $ \ ce {HA} $ a szerves rétegben.
-
Végül pedig $ K_ \ mathrm {D } = \ dfrac {[\ ce {HA} _ \ mathrm {vizes ~ réteg}]} {[\ ce {HA} _ \ mathrm {organikus ~ réteg}]} = \ dfrac {0,038 ~ \ mathrm {mol \, dm ^ {- 3}}} {0,020 ~ \ mathrm {mol \, dm ^ {- 3}}} = 1,9 $
A két rétegben látható $ \ ce {[HA]} $ két jelentős alak ismeri, így a $ K_D $ értéknek két jelentős számmal kell rendelkeznie.
A 2. kérdéshez.
- A $ \ ce {HA közötti reakció } $ és $ \ ce {NaOH} $ vizes oldatban, amint megjegyezte,
$$ \ ce {HA + NaOH – > Na ^ + + A ^ – + H2O} $$
-
Tegyük fel, hogy egyik sem $ \ ce {NaA} $ vándorol a szerves fázisba.
-
Tegyük fel, hogy a víziszakaszban sem alakul ki $ \ ce {NaA} $, vagyis mind a $ \ ce {Na ^ +} $, mind a $ \ ce {A ^ -} $ ionok teljesen szolvatáltak.
-
Mivel $ \ ce {[Na ^ +]} = 0,027 $ és a térfogat 0,5000 $ \ mathrm {dm} ^ {- 3} $, az anyajegyek száma a $ \ ce {NaOH} $ jelenléte 0,0135 $.
-
0,0295 mol HA teljes mennyiséggel kezdődik, így az oldat savas lesz.
-
Mivel a díjaknak egyensúlyban kell lenniük $ \ ce {[Na ^ +] + [H ^ +] = [A ^ -] + [OH ^ -]} $, de $ \ ce {[A ^ -] > > [OH ^ -]} $ és $ \ ce {[Na ^ +] > > [H ^ +]} $ so $ \ ce {[Na ^ +] \ kb [A ^ -]} $ ami azt jelenti, hogy a vizes oldatban 0,0135 $ mol mol $ \ ce {[A ^ -]} $, és 0,016 mol $ \ ce {HA} $ oszlik el a vizes fázis és a szerves fázis között.
-
Fentről 0,016 = \ ce {0,5 [HA] _ {aq} + 0,5 [HA] _ {org}} $, és $ K_D $ használatával meghatározhatjuk a $ \ értéket. ce {[HA] _ {aq} = 0.021} $ és $ \ ce {[HA] _ {org} = 0.011} $
-
Használhatjuk a $ K_a $ megoldani $ \ ce {[H ^ +]} $
\ begin {align} 1 \ times10 ^ {- 5} & = \ dfrac {\ ce {[H ^ +] [A -]}} {\ ce {[HA]}} \\ \ ce {[H ^ +]} & = \ dfrac {1 \ szor 10 ^ {- 5} \ ce {[HA]}} {\ ce {[A ^ -]}} = \ dfrac {(1 \ szer 10 ^ {- 5} ) (0.021)} {0.027} = 7.7 \ szer10 ^ {- 6} \\ \ mathrm {pH} & = 5.11 \ vég {igazítás}
Megjegyzések
- A szerves oldószerekben található karbonsavak általában dimereket képeznek, ez sokkal nehezebbé teszi a számításokat. Úgy gondolom, hogy lehetetlen jó választ kapni erre a kérdésre azzal, amit a kérdés tartalmaz.
Válasz
Úgy gondolom, hogy a kérdés kissé okos, és mélyebb elemzésre szorulhat, az egybázisú szerves sav karbonsav- és amincsoportot tartalmazhat, mindkettő vizes formában létezhet disszociációval vagy hidrogénkötéssel. A fent említett egyensúly és a híg kezdeti koncentráció esetén a vízben ionos és vizes formájú molekulák lesznek. Az ebben az egyensúlyban lévő HA és ionok összege vizes formában van, és szerves fázisú molekulák lehetnek, ha összegük kisebb, mint a kezdeti mol. Tehát itt úgy tűnik, hogy nincs jelentős mennyiség $ \ ce {CHCl3} $ fázisban. Az én véleményem szerint.
Megjegyzések
- ‘ nem adhat hozzá amincsoportot a következőkhöz: ilyen típusú probléma.