Care este pH-ul 1M glicerol?

Răspunsul este de aproximativ 6,88. Prin urmare, o soluție $ 1 \ M $ de glicerol în apă va fi atât de ușor acidă (având în vedere că hidroxilii sunt baze mult mai slabe decât acizii, adică constanta de echilibru pentru reacția $ \ ce {C3H7O2OH + H2O < = > C3H7O2O ^ – + H3O ^ +} $ este mult mai mare decât constanta pentru $ \ ce {C3H7O2OH + H2O < = > C3H7O2OH2 ^ + + OH ^ -} $, care poate fi sau nu adevărat. Includerea celui de-al doilea echilibru va conduce pH-ul adevărat și mai aproape de 7)

Pentru acizi / baze foarte slabi sau foarte diluați, rezolvarea unei probleme de disociere este puțin mai dificilă, deoarece trebuie luat în considerare echilibrul de auto-disociere a apei. Este adesea o aproximare validă să uităm de ea, deoarece apa are doar o mică tendință de a se disocia de la sine și astfel efectul său asupra concentrațiilor de echilibru de $ \ ce {H ^ + _ {(aq)}} $ și $ \ ce { OH ^ {-} _ {(aq)}} $ este adesea neglijabil, dar acesta nu este cazul dvs.; glicerolul din apă pare a fi un acid la fel de slab ca apa în sine.

Cel mai bun mod de a rezolva problemele de echilibru este de a stabili o ecuație mare care să includă toți factorii prin combinarea ecuațiilor mai mici. Trebuie să facem o ecuație care să ia în considerare toate speciile din mediu ($ \ ce {H ^ + _ {(aq)}} $, $ \ ce {OH ^ {-} _ {(aq)}} $ , $ \ ce {C3H7O2O ^ {-} _ {(aq)}} $ și $ \ ce {C3H7O2OH _ {(aq)}} $ {pentru comoditate voi eticheta ultimii doi $ \ ce {A ^ -} $ și $ \ ce {HA} $}) și constantele de echilibru aferente ($ K_a $ și $ k_w $). Ecuațiile mai mici se găsesc prin echilibrarea sarcinilor (o ecuație) și cantitatea de materie a fiecărei substanțe (una sau mai multe ecuații în funcție de problemă).

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

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

Ecuațiile pentru constantele de echilibru sunt:

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

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

Pentru a rezolva problema, trebuie să jucați cu egalitățile până când obținem o singură ecuație cu o singură variabilă. Este convenabil să obțineți o ecuație în $ [H ^ +] $ deoarece suntem capabili să găsim pH-ul direct aplicând $ -log $ la răspuns. Observați că

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

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

Înlocuirea (VI) în (II) produce, după o algebră:

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

Introduceți acum (V), (VI) și (VII) în (I), astfel încât să obțineți:

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

Un pic de persistență vă va duce la următoarele polinom:

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

Înlocuind valorile $ K_a $, $ k_w $ și $ C_ {acid} $, singura rădăcină pozitivă pentru ecuație este $ [H ^ +] = 1.30688 \ times 10 ^ {- 7} $ , care după aplicarea antilogaritmului are ca rezultat $ pH = 6,88 $ .

Corect, Henderson-Hasselbalch este pentru atunci când aveți o soluție tamponată atât a unui acid, cât și a lui c onjugate base.

Aici vrei să-ți imaginezi dizolvarea unui mol de glicerol într-un litru de apă. Când spunem că pKa glicerolului este 14,15, înseamnă că Ka pentru reacție:

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

este $ 10 ^ {-14.15} $. Acesta este un număr foarte mic, ceea ce indică faptul că, deși glicerolul dizolvat în apă produce aproximativ $ H ^ + $, probabil nu va scădea foarte mult pH-ul. Deci, aici vă așteptați la un pH puțin mai mic de 7.

Pentru a calcula această valoare, aș construi ceea ce mulți numesc o „diagramă ICE” Exemplul 2 din acest document pare similar cu problema pe care o rești lucrez la.

Comentarii

• Nu ' nu sunt sigur dacă tabelele ICE sunt capabile să rezolve pentru concentrații de echilibru pentru acizi / baze foarte diluați sau foarte slabi, deoarece trebuie să se ia în considerare simultan disocierea acidului / bazei și auto-disocierii apei . ' este cel mai bine să învățați modul mai general de rezolvare a acestor probleme, care implică utilizarea ecuațiilor de echilibru de sarcină și masă. Consultați aici și aici pentru detalii.
• Am nevoie de mai mult ajutor aici. Am fără cunoștințe de chimie. Cum aș calcula pH-ul glicerinei pe baza pKa acestuia? Mulțumesc.

Știu o formulă referitoare la $ K_a $, constanta de disociere A și concentrația C pentru slab acizi și baze ca $ K_a $ = $ A ^ 2 $ C. Acest lucru vă poate ajuta.

Comentarii

• Știu și o formulă, dar aplicarea acestei formule îmi dă lecturi ciudate.