1M 글리세롤의 pH는 얼마입니까?

대답은 약 6.88입니다. 따라서 물에있는 $ 1 \ M $ 글리세롤 용액은 매우 약산성입니다 (수산기가 산보다 훨씬 약한 염기, 즉 반응에 대한 평형 상수 $ \ ce {C3H7O2OH + H2O < = > C3H7O2O ^-+ H3O ^ +} $는 $ \ ce {C3H7O2OH + H2O < = > C3H7O2OH2 ^ + + OH ^-} $, 사실 일 수도 있고 아닐 수도 있습니다. 두 번째 평형을 포함하면 실제 pH가 7에 더 가까워집니다.)

매우 약하거나 매우 희석 된 산 / 염기의 경우, 물의 자기 해리 평형을 고려해야하기 때문에 해리 문제를 해결하는 것이 조금 더 까다 롭습니다. 물은 자기 해리 경향이 적기 때문에 물이 $ \ ce {H ^ + _ {(aq)}} $ 및 $ \ ce {의 평형 농도에 미치는 영향을 잊을 수있는 유효한 근사치입니다. OH ^ {-} _ {(aq)}} $는 종종 무시할 수 있지만 귀하의 경우는 아닙니다. 물 속의 글리세롤은 물 자체만큼 약한 산처럼 보입니다.

평형 문제를 해결하는 가장 좋은 방법은 더 작은 방정식을 결합하여 모든 요인을 포함하는 큰 방정식을 설정하는 것입니다. 매체의 모든 종을 고려하는 방정식을 만들어야합니다 ($ \ ce {H ^ + _ {(aq)}} $, $ \ ce {OH ^ {-} _ {(aq)}} $ , $ \ ce {C3H7O2O ^ {-} _ {(aq)}} $ 및 $ \ ce {C3H7O2OH _ {(aq)}} $ {편의상 마지막 두 개의 $ \ ce {A ^-} $ 및 $ \ ce {HA} $}) 및 관련 평형 상수 ($ K_a $ 및 $ k_w $). 더 작은 방정식은 전하 (하나의 방정식)와 각 물질의 양 (문제에 따라 하나 이상의 방정식)의 균형을 유지하여 찾을 수 있습니다.

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

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

평형 상수에 대한 방정식은 다음과 같습니다.

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

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

문제를 해결하려면 단일 변수로 단일 방정식을 얻을 때까지 평등을 가지고 놀아요. $ -log $를 답에 적용하여 pH를 직접 찾을 수 있기 때문에 $ [H ^ +] $에서 방정식을 얻는 것이 편리합니다.

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

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

(II)에서 (VI)를 대입하면 다음과 같은 결과가 나타납니다.

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

이제 (I)에 (V), (VI) 및 (VII)를 삽입하면 다음을 얻을 수 있습니다.

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

약간의 끈기가 있으면 다음을 얻을 수 있습니다. 다항식 :

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

$ K_a $, $ k_w $ 및 $ C_ {acid} $의 값을 바꾸면 등식의 유일한 양근은 $ [H ^ +] = 1.30688입니다. \ times 10 ^ {-7} $ , 역대 수를 적용하면 $ pH = 6.88 $ 가됩니다.

맞습니다. Henderson-Hasselbalch는 산과 그 c의 완충 용액이있을 때 사용합니다. onjugate base.

여기서 글리세롤 1 몰을 물 1 리터에 녹이는 것을 상상해보십시오. 글리세롤의 pKa가 14.15라고 말할 때, 반응에 대한 Ka는 다음과 같습니다.

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

$ 10 ^ {-14.15} $. 이것은 매우 적은 숫자입니다. 이는 물에 용해 된 글리세롤이 $ H ^ + $를 생성하지만 pH를 그다지 감소시키지 않을 가능성이 높습니다. 따라서 여기서 pH가 7보다 약간 낮을 것으로 예상합니다.

이 값을 계산하기 위해 이 문서 에서 많은 사람들이 “ICE 차트”라고 부르는 예제 2를 구성했습니다. 작업 중입니다.

댓글

• I ' ICE 테이블이 문제를 해결할 수 있는지 확실하지 않습니다. 산 / 염기의 해리와 물의자가 해리 를 동시에 고려해야하므로 매우 희석되거나 매우 약한 산 / 염기에 대한 평형 농도입니다. It ' 이러한 문제를 해결하는보다 일반적인 방법을 배우는 것이 가장 좋습니다. 여기에는 충전 및 질량 균형 방정식의 사용이 포함됩니다. 여기 및 여기 에서 자세한 내용을 확인하세요.
• 여기에서 더 많은 도움이 필요합니다. 화학 지식이 없습니다. pKa를 기준으로 글리세롤의 pH를 어떻게 계산합니까? 감사합니다.

저는 $ K_a $, 해리 상수 A 및 약한 농도 C와 관련된 공식을 알고 있습니다. 산과 염기를 $ K_a $ = $ A ^ 2 $ C. 이것은 당신을 도울 수 있습니다.

댓글

• 공식도 알고 있지만이 수식을 적용하면 이상한 결과가 나옵니다.