$ \ pu {0.05 mol} $ $ \ ce {HCN（aq）間の反応を記述します} $および$ \ pu {0.08 mol} $ $ \ ce {KOH（aq）} $（$ V = \ pu {500 mL} $）次に、pHを計算します。
それで私は反応を書きました：$$ \ ce {HCN（aq）+ KOH（aq）< = > KCN（aq）+ H2O} $$
開始：\ begin {align} n_ \ mathrm {begin}（\ ce {HCN}）& = \ pu {0.05 mol} \\ n_ \ mathrm {begin}（\ ce {KOH}）& = \ pu {0.08 mol} \\ n_ \ mathrm {begin}（ \ ce {KCN}）& =-\\ n_ \ mathrm {begin}（\ ce {H2O}）& =-\ \ \ end {align}
End：\ begin {align} n_ \ mathrm {end}（\ ce {HCN}）& =-\\ n_ \ mathrm {end}（\ ce {KOH}）& = \ pu {0.08 mol}-\ pu {0.05 mol} = \ pu {0.03 mol} \\ n_ \ mathrm {end}（\ ce {KCN}）& = \ pu {0.05 mol} \\ n_ \ mathrm {end}（\ ce {H2O}）& = \ pu {0.05 mol} \\\ end {align}
反応の生成物は、水中で完全に解離した強塩基（$ \ ce {CN-} $）の塩です：$$ \ ce {KCN（aq）-> K +（aq）+ CN-（aq）} $$
そして$$ \ ce {CN-（aq）+ H2O- > HCN（aq）+ OH-（aq）} $$
これを知って、$$ [\ ce {KCN}] = \ frac {\ pu {0.05mol}を計算しました} {\ pu {0.5 L}} = \ pu {0.1 M}; $$
次に、次の式を使用しました：$$ [\ ce {OH-}] _ 1 = \ sqrt {\ frac { K_ \ mathrm {w}} {K_ \ mathrm {a}} \ cdot [\ ce {KCN}]} = \ pu {1.27×10 ^ -3 M} $$
まだいくつかあるので$ \ ce {KOH} $、完全に解離して$ \ ce {OH-} $イオンを生成するため、\ begin {align} [\ ce {OH-}] _ 2 & = [\ ce {KOH}] \\ [\ ce {OH-}] _ 2 & = \ frac {\ pu {0.03 mol}} {\ pu {0.5 L}} = \ pu {0.06 M} \ end {align}
最後に\ begin {align} [\ ce {OH-}] & = [\ ce { OH-}] _ 1 + [\ ce {OH-}] _ 2 \\ & = \ pu {1.27×10 ^ -3 M} + \ pu {0.06 M} = \ pu {0.06127 M} \\ \ ce {pOH} & =-\ log [\ ce {OH- }] =-\ log（0.0617）= 1.213 \\ \ ce {pH} & = 14- \ ce {pOH} = 12.787 \\ \ end {align}
この方法で$ [\ ce {OH-}] $を計算するのは正しいですか？
私はこの方程式に基づいて計算を行いました。
モル単位の物質量は$ K $リットルの溶液中の$ Z = Z_1 + Z_2 $で定義されることを知っているので、この濃度は$と見なすことができます。 $ [X] = \ frac {Z} {K} = \ frac {Z_1 + Z_2} {K} = \ frac {Z_1} {K} + \ frac {Z_2} {K} = [X_1] + [X_2] $$
回答
一般的には良い仕事をしましたが、重大な誤りを犯しました。シアン化物イオンの加水分解は、平衡反応と書く必要があります：
$$ \ ce {CN-（aq）+ H2O（l）< = > HCN（aq）+ OH-（aq）} $$
これは、$ \ ce {HCN} $が非常に弱い酸とその共役塩基は弱い塩基です（宿題：$ \ ce {CN-} $の$ K_b $を調べてください）。
さて、あなたが正しく指摘したように、過剰な$があります。完全に解離する溶液中の\ ce {KOH} $。その解離の結果として生じる$ \ ce {OH-} $は、平衡を押し上げます。
$$ K_b = \ frac {[\ ce {HCN}] \ times [\ ce {OH-}]} {[\ ce {CN-}]} $$
左側。結果として、シアン化物の加水分解に起因する$ [\ ce {OH-}] $の寄与はごくわずかであり、無視することができます。超過した$ \ ce {KOH} $からの$ [\ ce {OH-}] $のみがカウントされます。したがって、$ [\ ce {OH-}] \ upperx 0.06 \ \ mathrm {mol / L} $。
$ [\ ce {OH-}] \ upperx 0.06 \と仮定すると、数値的に確認できます。 \ mathrm {mol / L} $およびwith：
$$ \ frac {[\ ce {HCN}]} {[\ ce {CN-}]} = \ frac {K_b} {[\ ce {OH-}]} \ upperx 0.0027 $$
したがって、酸$ \ ce {HCN} $としてシアン化水素はほとんど存在しません。
問題に関してモル濃度を追加する方法、場合によっては許可されます。
$ n_1 $モルの$ X $を$ V \ \ mathrm {L} $に追加すると、モル濃度$ M_1 = \ fracが得られます。 {n_1} {V} $。後の段階で、$ X $の$ n_2 $モルを追加します。そのモル濃度は$ M_2 = \ frac {n_2} {V} $になります。
総モル濃度は次のようになります。
$$ M = M_1 + M_2 = \ frac {n_1} {V} + \ frac {n_2} {V} = \ frac {n_1 + n_2} {V} $$
ソリューションのボリュームを混合すると、次のようになります。
$$ M = \ frac {M_1V_1 + M_2V_2} {V_1 + V_2} $$
コメント
- CN-は弱酸の共役塩基であるため、'強塩基ではありませんか？
- $ pK_b = 4.79 $なので、かなり弱いです。例：酢酸/酢酸塩。
- したがって、CN-には水からHを盗む"。そうですか？
- それは'詩的な言い方ですが、基本的には正しいです。過剰な水酸化物が存在する場合は、$ [\ ce {HCN}] \ upperx 0 $を示す平衡定数式を確認することをお勧めします。余分な$ \ ce {KOH} $がなければ、状況は異なります。過剰な水酸化物はシアン化物の加水分解を抑制します。
- それが'私が探していたポイントです。インターネットや私の大学の本でさえ、反応の最後に試薬が残っていない例しかありません。質問できれば、OH-塩基のKbが強いため、シアン化物の加水分解は抑制されていますか？
回答
まず、HCNは強酸であるという仮定に基づいて計算されますが、そうではありません。HCNのイオン化定数を確認してください。モルは離散粒子であるため、モルを直接追加できます。しかし、濃度やモル濃度は体積に依存するため、追加することはできません。体積を考慮すると、最終的には再びモルを追加することになります。
コメント
- HCNが弱塩基（Kaは6.2×10 ^（-3））であることは知っていますが、それ以来、それは強塩基と反応し、完全に中和されます。私は間違っていますか？
- 無限の時間で、多分そうです。しかし、pHメーターでpHを計算すると、瞬時の値が得られます。また、'が間違っていない場合は、'バッファの形成もあります
- とはどういう意味ですか？ div id = “b92bb6b309″>
無限の時間'？水中でのイオン反応が実際にどれほど速いか知っていますか？いいえ、ここにはバッファ効果はありません。これは部分的な中和の場合にのみ当てはまるため、'の重要な$ CN ^-$と$があります。 HCN $が存在します。