Hva er pH på 1M glyserol?

Svaret er omtrent 6,88. Derfor vil en $ 1 \ M $ løsning av glyserol i vann være aldri så litt sur (med tanke på at hydroksylene er mye svakere baser enn syrer, dvs. at likevektskonstanten for reaksjonen $ \ ce {C3H7O2OH + H2O < = > C3H7O2O ^ – + H3O ^ +} $ er mye større enn konstanten for $ \ ce {C3H7O2OH + H2O < = > C3H7O2OH2 ^ + + OH ^ -} $, som kanskje eller ikke kan være sant. Inkludering av den andre likevekten vil drive den sanne pH enda nærmere 7)

For veldig svake eller veldig fortynnede syrer / baser, er det litt vanskeligere å løse et dissosiasjonsproblem fordi det må tas hensyn til vannets selvdissosieringsvekt. Det er ofte en gyldig tilnærming å glemme det, ettersom vann bare har en liten tendens til å distansere seg selv, og dets effekt på likevektskonsentrasjoner på $ \ ce {H ^ + _ {(aq)}} $ og $ \ ce { OH ^ {-} _ {(aq)}} $ er ofte ubetydelig, men dette er ikke ditt tilfelle; glyserol i vann ser ut til å være omtrent like svak en syre som selve vannet.

Den beste måten å løse likevektsproblemer er å sette opp en stor ligning som inkluderer alle faktorer ved å kombinere mindre ligninger. Vi må lage en ligning som tar hensyn til alle artene i mediet ($ \ ce {H ^ + _ {(aq)}} $, $ \ ce {OH ^ {-} _ {(aq)}} $ , $ \ ce {C3H7O2O ^ {-} _ {(aq)}} $ og $ \ ce {C3H7O2OH _ {(aq)}} $ {for enkelhets skyld skal jeg merke de to sistnevnte $ \ ce {A ^ -} $ og $ \ ce {HA} $}) og de relaterte likevektskonstantene ($ K_a $ og $ k_w $). De mindre ligningene blir funnet ved å balansere ladninger (en ligning) og mengden av stoffet til hvert stoff (en eller flere ligninger avhengig av problemet).

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

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

Ligningene for likevektskonstantene er:

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

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

For å løse problemet må vi spill med likhetene til vi får en enkelt ligning med en enkelt variabel. Det er praktisk å få en ligning i $ [H ^ +] $ fordi vi er i stand til å finne pH direkte ved å bruke $ -log $ på svaret. Legg merke til at

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

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

Å erstatte (VI) i (II) gir, etter litt algebra:

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

Sett nå inn (V), (VI) og (VII) i (I) slik at du får:

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

Litt utholdenhet vil føre deg til følgende polynom:

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

Erstatning av verdiene til $ K_a $, $ k_w $ og $ C_ {acid} $, , den eneste positive roten til ligningen er $ [H ^ +] = 1.30688 \ ganger 10 ^ {- 7} $ , som etter bruk av antilogaritmen resulterer i $ pH = 6,88 $ .

Riktig, Henderson-Hasselbalch er for når du har en bufret løsning av både en syre og dens c onjugate base.

Her vil du forestille deg å oppløse en mol glycerol i en liter vann. Når vi sier at pKa av glyserol er 14.15, mener vi at Ka for reaksjonen:

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

er $ 10 ^ {-14.15} $. Dette er et veldig lite tall, noe som indikerer at mens glyserol oppløst i vann produserer noen $ H ^ + $, vil det sannsynligvis ikke redusere pH veldig mye. Så her forventer du en pH litt under 7.

For å beregne denne verdien, konstruerte jeg det mange kaller et «ICE-diagram». Eksempel 2 i dette dokumentet ligner på problemet du er jobber med.

Kommentarer

• Jeg ' er ikke sikker på om ICE-tabeller er i stand til å løse for likevektskonsentrasjoner for veldig fortynnede eller veldig svake syrer / baser, ettersom man samtidig må ta hensyn til dissosiasjonen av syren / basen og selvdissosiasjonen av vann . Det ' er best å lære den mer generelle måten å løse slike problemer på, som innebærer bruk av ladnings- og massebalanselikninger. Se her og her for detaljer.
• Jeg trenger mer hjelp her. Jeg har ingen kjemikunnskaper. Hvordan vil jeg beregne pH på glyserol basert på pKa? Takk.

Jeg kjenner en formel som relaterer $ K_a $, dissosiasjonskonstant A og konsentrasjon C for svake syrer og baser som $ K_a $ = $ A ^ 2 $ C. Dette kan hjelpe deg.

Kommentarer

• Jeg kjenner også en formel, men å bruke denne formelen gir meg merkelige avlesninger.