$ \ pu {0.05 mol} $ $ \ ce {HCN (aq) 사이의 반응 쓰기 } $ 및 $ \ pu {0.08 mol} $ $ \ ce {KOH (aq)} $ with $ V = \ pu {500 mL} $ 그런 다음 pH를 계산합니다.
그래서 저는 $$ \ ce {HCN (aq) + KOH (aq) < = > KCN (aq) + H2O} $$
시작 : \ 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}
끝 : \ 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}
반응 생성물은 물에서 완전히 해리 된 강염기 ($ \ ce {CN-} $)의 염입니다. $$ \ ce {KCN (aq)-> K + (aq) + CN- (aq)} $$
및 $$ \ ce {CN- (aq) + H2O-> HCN (aq) + OH- (aq)} $$
이 사실을 알고 $$ [\ ce {KCN}] = \ frac {\ pu {0.05 mol}을 계산했습니다. } {\ pu {0.5 L}} = \ pu {0.1 M}; $$
그런 다음 방정식을 사용했습니다. $$ [\ ce {OH-}] _ 1 = \ sqrt {\ frac { K_ \ mathrm {w}} {K_ \ mathrm {a}} \ cdot [\ ce {KCN}]} = \ pu {1.27×10 ^ -3 M} $$
아직도 $ \ ce {KOH} $, 완전히 분리되어 $ \ ce {OH-} $ 이온이 생성되므로 : \ 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}
마지막으로 \ 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}
이 방식으로 $ [\ ce {OH-}] $를 계산하는 것이 옳습니까?
나는이 방정식에 근거하여 계산했습니다.
몰 단위의 물질 양이 $ K $ 리터 용액에서 $ Z = Z_1 + Z_2 $로 정의된다는 것을 알면이 농도를 $로 간주 할 수 있습니다. $ [X] = \ frac {Z} {K} = \ frac {Z_1 + Z_2} {K} = \ frac {Z_1} {K} + \ frac {Z_2} {K} = [X_1] + [X_2] $$
답변
일반적으로 잘 해냈지만 중요한 오류를 범했습니다. 시안화물 이온의 가수 분해는 평형 반응 으로 작성되어야합니다.
$$ \ ce {CN- (aq) + H2O (l) < = > HCN (aq) + OH- (aq)} $$
그 이유는 $ \ ce {HCN} $가 매우 약한 산과 그 공액 염기는 약한 염기입니다 (숙제 : $ \ ce {CN-} $의 $ K_b $ 찾아보기).
이제 제대로 언급했듯이 초과 $가 있습니다. \ ce {KOH} $는 완전히 해리됩니다. 해리로 인한 $ \ ce {OH-} $는 이제 균형을 밀어 붙입니다.
$$ K_b = \ frac {[\ ce {HCN}] \ times [\ ce {OH-}]} {[\ ce {CN-}]} $$
왼쪽. 결과적으로 시안화물의 가수 분해로 인한 $ [\ ce {OH-}] $의 기여는 무시할 수 있으며 무시할 수 있습니다. 초과 $ \ ce {KOH} $에서 $ [\ ce {OH-}] $ 만 계산됩니다. 따라서 $ [\ ce {OH-}] \ approx 0.06 \ \ mathrm {mol / L} $.
$ [\ ce {OH-}] \ approx 0.06 \를 가정하여 수치 적으로 확인할 수 있습니다. \ mathrm {mol / L} $ 및 다음과 함께 :
$$ \ frac {[\ ce {HCN}]} {[\ ce {CN-}]} = \ frac {K_b} {[\ ce {OH-}]} \ approx 0.0027 $$
따라서 산 $ \ ce {HCN} $로 시안화물이 거의 존재하지 않습니다.
문제와 관련하여 어금니를 추가하는 것이 허용됩니다.
$ X $의 $ n_1 $ 몰을 $ V \ \ mathrm {L} $에 더하면 $ M_1 = \ frac가됩니다. {n_1} {V} $. 이후 단계에서 $ X $의 $ n_2 $ 몰을 추가하면 그 몰 농도는 $ M_2 = \ frac {n_2} {V} $가됩니다.
총 몰 농도는 다음과 같습니다.
$$ M = M_1 + M_2 = \ frac {n_1} {V} + \ frac {n_2} {V} = \ frac {n_1 + n_2} {V} $$
하지만 솔루션 볼륨을 혼합 하면 다음과 같습니다.
$$ M = \ frac {M_1V_1 + M_2V_2} {V_1 + V_2} $$
현재 그들은 더 이상 단순히 첨가물이 아닙니다.
설명
- CN-은 약산의 짝염기이기 때문에 ' 강력한 기지가 아니십니까?
- $ pK_b = 4.79 $, 아주 약합니다. 예를 들면 아세트산 / 아세테이트.
- 그래서 약염기를 고려하면 OH-의 농도는 CN-이 물에서 H를 " 훔칩니다. 맞나요?
- '는 시적인 표현이지만 기본적으로는 정확합니다.과잉 수산화물이 존재한다면 $ [\ ce {HCN}] \ approx 0 $라는 평형 상수 표현을 보는 것이 더 좋습니다. $ \ ce {KOH} $를 초과하지 않으면 상황이 달라집니다. 과도한 수산화물은 시안화물 가수 분해를 억제합니다.
- 그 '가 제가 찾고 있던 지점입니다. 인터넷과 내 대학 책에는 반응이 끝날 때 시약이 남아 있지 않은 예만 있습니다. 제가 물어볼 수 있다면 OH- 염기의 Kb가 더 강하기 때문에 시안화물 가수 분해가 억제됩니까?
답변
먼저 계산은 HCN이 강산이라는 가정을 기반으로합니다. HCN의 이온화 상수를 확인합니다. 그리고 예를 들어, 몰은 개별 입자이므로 몰을 직접 추가 할 수 있습니다. 그러나 부피에 따라 다르기 때문에 농도 나 몰 농도를 추가 할 수 없으며 부피를 고려할 때 결국 다시 몰을 추가하게됩니다.
댓글
- HCN이 약한 염기라는 것을 알고 있습니다 (Ka는 6.2×10 ^ (-3)). 강력한 염기와 반응하면 완전히 무력화됩니다. 내가 틀렸나 요?
- 무한한 시간 안에, 아마도 그렇습니다. 그러나 pH 미터로 pH를 계산하면 즉각적인 값을 제공합니다. 그리고 제가 ' 틀리지 않았다면 ' 버퍼 형성도 있습니다
- ' 무한한 시간 '? 물 속의 이온 반응이 실제로 얼마나 빠른지 알고 있습니까? 여기에는 버퍼 효과가 없습니다. 부분 중립화 의 경우에만 해당되므로 ' 상당한 $ CN ^-$ 및 $ HCN $ 있음.