Qual è il pH del glicerolo 1M?

La risposta è circa 6,88. Quindi una soluzione $ 1 \ M $ di glicerolo in acqua sarà sempre leggermente acida (considerando che gli idrossili sono basi molto più deboli degli acidi, cioè che la costante di equilibrio per la reazione $ \ ce {C3H7O2OH + H2O < = > C3H7O2O ^ – + H3O ^ +} $ è molto più grande della costante di $ \ ce {C3H7O2OH + H2O < = > C3H7O2OH2 ^ + + OH ^ -} $, che può o non può essere vero. Linclusione del secondo equilibrio porterà il vero pH ancora più vicino a 7)

Per acidi / basi molto deboli o molto diluiti, risolvere un problema di dissociazione è un po più complicato perché bisogna tener conto dellequilibrio di auto-dissociazione dellacqua. Spesso è unapprossimazione valida dimenticarsene, poiché lacqua ha solo una piccola tendenza ad auto-dissociarsi e quindi il suo effetto sulle concentrazioni di equilibrio di $ \ ce {H ^ + _ {(aq)}} $ e $ \ ce { OH ^ {-} _ {(aq)}} $ è spesso trascurabile, ma non è il tuo caso; il glicerolo nellacqua sembra essere un acido debole quanto lacqua stessa.

Il modo migliore per risolvere i problemi di equilibrio è impostare una grande equazione che includa tutti i fattori combinando equazioni più piccole. Dobbiamo creare unequazione che tenga conto di tutte le specie nel mezzo ($ \ ce {H ^ + _ {(aq)}} $, $ \ ce {OH ^ {-} _ {(aq)}} $ , $ \ ce {C3H7O2O ^ {-} _ {(aq)}} $ e $ \ ce {C3H7O2OH _ {(aq)}} $ {per comodità etichetterò gli ultimi due $ \ ce {A ^ -} $ e $ \ ce {HA} $}) e le relative costanti di equilibrio ($ K_a $ e $ k_w $). Le equazioni più piccole si trovano bilanciando le cariche (unequazione) e la quantità di materia di ciascuna sostanza (una o più equazioni a seconda del problema).

Bilancio di carica: $ [H ^ +] = [OH ^ -] + [A ^ -] $ (I)

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

Le equazioni per le costanti di equilibrio sono:

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

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

Per risolvere il problema, dobbiamo gioca con le uguaglianze finché non otteniamo una singola equazione con una singola variabile. È conveniente ottenere unequazione in $ [H ^ +] $ perché siamo in grado di trovare il pH direttamente applicando $ -log $ alla risposta. Si noti che

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

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

Sostituendo (VI) in (II) si ottiene, dopo un po di algebra:

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

Ora inserisci (V), (VI) e (VII) in (I) in modo da ottenere:

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

Un po di perseveranza ti porterà a quanto segue polinomio:

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

Sostituendo i valori di $ K_a $, $ k_w $ e $ C_ {acid} $, lunica radice positiva per lequazione è $ [H ^ +] = 1.30688 \ times 10 ^ {- 7} $ , che dopo aver applicato lantilogaritmo restituisce $ pH = 6.88 $ .

Esatto, Henderson-Hasselbalch è per quando hai una soluzione tamponata sia di un acido che della sua c Base oniugata.

Qui vuoi immaginare di sciogliere una mole di glicerolo in un litro dacqua. Quando diciamo che il pKa del glicerolo è 14,15, intendiamo che il Ka per la reazione:

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

è $ 10 ^ {-14.15} $. Questo è un numero molto piccolo, che indica che mentre il glicerolo disciolto in acqua produce un po di $ H ^ + $, probabilmente non diminuirà molto il pH. Quindi qui ti aspetteresti un pH leggermente inferiore a 7.

Per calcolare questo valore, ho “costruito quello che molti chiamano un” grafico ICE “Esempio 2 in questo documento sembra simile al problema che stai affrontando lavorando.

Commenti

• ' non sono sicuro che le tabelle ICE siano in grado di risolvere per concentrazioni di equilibri per acidi / basi molto diluiti o molto deboli, poiché si deve tener conto simultaneamente della dissociazione acido / base e dellauto-dissociazione dellacqua . ' è meglio imparare il modo più generale di risolvere tali problemi, che implica luso di equazioni di carica e di bilancio di massa. Vedere qui e qui per i dettagli.
• Ho bisogno di ulteriore assistenza qui. Ho nessuna conoscenza di chimica. Come posso calcolare il pH del glicerolo in base al suo pKa? Grazie.

Conosco una formula che mette in relazione $ K_a $, costante di dissociazione A e concentrazione C per debole acidi e basi come $ K_a $ = $ A ^ 2 $ C. Questo può aiutarti.

Commenti

• Conosco anche una formula, ma lapplicazione di questa formula mi dà letture strane.