Jakie jest pH 1M glicerolu?

Odpowiedź to około 6,88. Dlatego 1 $ \ M $ roztwór glicerolu w wodzie będzie zawsze tak lekko kwaśny (biorąc pod uwagę, że grupy hydroksylowe są znacznie słabszymi zasadami niż kwasy, tj. Że stała równowagi dla reakcji $ \ ce {C3H7O2OH + H2O < = > C3H7O2O ^ – + H3O ^ +} $ jest znacznie większe niż stała dla $ \ ce {C3H7O2OH + H2O < = > C3H7O2OH2 ^ + + OH ^ -} $, co może być prawdą lub nie. Uwzględnienie drugiej równowagi spowoduje, że prawdziwe pH będzie jeszcze bliższe 7)

W przypadku bardzo słabych lub bardzo rozcieńczonych kwasów / zasad rozwiązanie problemu dysocjacji jest nieco trudniejsze, ponieważ należy wziąć pod uwagę równowagę samo-dysocjacji wody. Często dobrym przybliżeniem jest zapomnienie o tym, ponieważ woda ma tylko niewielką tendencję do samodysocjacji, a więc ma wpływ na stężenia równowagowe $ \ ce {H ^ + _ {(aq)}} $ i $ \ ce { OH ^ {-} _ {(aq)}} $ jest często pomijalne, ale to nie jest twój przypadek; glicerol w wodzie wydaje się być mniej więcej tak słabym kwasem, jak sama woda.

Najlepszym sposobem rozwiązania problemów równowagi jest utworzenie dużego równania obejmującego wszystkie czynniki poprzez połączenie mniejszych równań. Musimy zrobić równanie, które uwzględni wszystkie gatunki w ośrodku ($ \ ce {H ^ + _ {(aq)}} $, $ \ ce {OH ^ {-} _ {(aq)}} $ , $ \ ce {C3H7O2O ^ {-} _ {(aq)}} $ i $ \ ce {C3H7O2OH _ {(aq)}} $ {dla wygody oznaczę te dwa ostatnie oznaczenia $ \ ce {A ^ -} $ i $ \ ce {HA} $}) i powiązane stałe równowagi ($ K_a $ i $ k_w $). Mniejsze równania można znaleźć poprzez równoważenie ładunków (jedno równanie) i ilość materii każdej substancji (jedno lub więcej równań w zależności od problemu).

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

Saldo materii: $ [HA] + [A ^ -] = C_ {kwas} = 1 \ M $ (II)

Równania dla stałych równowagi są następujące:

$ K_a = \ frac {[H ^ +] [A ^ -]} {[HA]} = 10 ^ {- 14,15} $ (III )

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

Aby rozwiązać problem, musimy baw się równościami, aż otrzymamy jedno równanie z jedną zmienną. Uzyskanie równania w $ [H ^ +] $ jest wygodne, ponieważ możemy znaleźć pH bezpośrednio, stosując $ -log $ do odpowiedzi. Zwróć uwagę, że

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

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

Podstawiając (VI) do (II) daje, po pewnej algebrze:

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

Teraz wstaw (V), (VI) i (VII) w (I), aby otrzymać:

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

Trochę wytrwałości doprowadzi Cię do następujących rzeczy wielomian:

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

Po zastąpieniu wartości $ K_a $, $ k_w $ i $ C_ {acid} $, jedynym dodatnim pierwiastkiem równania jest $ [H ^ +] = 1,30688 \ times 10 ^ {- 7} $ , co po zastosowaniu antylogarytmu daje $ pH = 6,88 $ .

Prawidłowo, Henderson-Hasselbalch jest przeznaczony do stosowania w przypadku buforowanego roztworu kwasu i jego c onjugate base.

Tutaj chcesz wyobrazić sobie rozpuszczanie jednego mola glicerolu w jednym litrze wody. Kiedy mówimy, że pKa glicerolu wynosi 14,15, mamy na myśli, że Ka dla reakcji:

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

wynosi 10 USD ^ {-14,15} $. Jest to bardzo mała liczba, która wskazuje, że chociaż glicerol rozpuszczony w wodzie wytwarza około $ H ^ + $, to prawdopodobnie nie zmniejszy zbytnio pH. Więc tutaj można się spodziewać pH nieco poniżej 7.

Aby obliczyć tę wartość, utworzę coś, co wielu nazywa „wykresem ICE”. Przykład 2 w tym dokumencie wydaje się być podobny do problemu, który pracuję.

Komentarze

• Nie ' Nie jestem pewien, czy tabele ICE są w stanie rozwiązać stężenia równowagowe dla bardzo rozcieńczonych lub bardzo słabych kwasów / zasad, ponieważ należy jednocześnie wziąć pod uwagę dysocjację kwasu / zasady i samo-dysocjację wody . To ' najlepiej jest nauczyć się bardziej ogólnego sposobu rozwiązywania takich problemów, który obejmuje użycie równań ładunku i bilansu masy. Zobacz tutaj i tutaj , aby uzyskać szczegółowe informacje.
• Potrzebuję dalszej pomocy. Mam brak wiedzy chemicznej. Jak obliczyć pH glicerolu na podstawie jego pKa? Dzięki.

Znam wzór dotyczący $ K_a $, stałej dysocjacji A i stężenia C dla słabych kwasy i zasady jako $ K_a $ = $ A ^ 2 $ C To może ci pomóc.

Komentarze

• Znam też formułę, ale jej zastosowanie daje dziwne odczyty.