Ποια μάζα βενζοϊκού νατρίου θα πρέπει να προστεθεί σε 160,0 ml ένα διάλυμα βενζοϊκού οξέος 0,15 για να πάρει ρυθμιστικό διάλυμα με ρΗ 4,30;
1. Κατανοήστε τη χημεία
* βενζοϊκό οξύ (C₆H₅COOH) είναι ένα αδύναμο οξύ.
* Βενζοϊκό νάτριο (C₆H₅coona) είναι το αλάτι της συζευγμένης βάσης του.
* Όταν αναμιγνύετε ένα αδύναμο οξύ και τη συζευγμένη βάση του, δημιουργείτε ένα ρυθμιστικό διάλυμα.
2. Η εξίσωση Henderson-Hasselbalch
Η εξίσωση Henderson-Hasselbalch σχετίζεται με το ρΗ ενός ρυθμιστικού διαλύματος προς το ΡΚΑ του ασθενούς οξέος και την αναλογία των συγκεντρώσεων της βάσης συζευγμένων και του ασθενούς οξέος:
ph =pka + log ([βάση συζευγμένης βάσης] / [ασθενές οξύ])
3. Πληροφορίες που δίνονται
* ph: 4.30
* Όγκος διαλύματος βενζοϊκού οξέος: 160.0 mL
* Συγκέντρωση διαλύματος βενζοϊκού οξέος: 0,15 μ.
* pka βενζοϊκού οξέος: 4.20 (πιθανότατα θα χρειαστεί να το αναζητήσετε ή να το δώσετε)
4. Υπολογίστε την αναλογία συζευγμένης βάσης σε αδύναμο οξύ
* Αναδιατάξτε την εξίσωση Henderson-Hasselbalch για επίλυση της αναλογίας:
[Σύζευξη βάσης] / [αδύναμο οξύ] =10^(ph - pka)
* Συνδέστε τις τιμές:
[Σύζευξη βάσης] / [Αδύναμο οξύ] =10^(4.30 - 4.20) =1.0
5. Υπολογίστε τις γραμμομορείς βενζοϊκού οξέος
* Moles =συγκέντρωση × όγκος (σε λίτρα)
* Moles βενζοϊκού οξέος =0,15 m × 0,160 L =0,024 moles
6. Υπολογίστε τις γραμμομορείς του βενζοϊκού νατρίου που χρειάζονται
* Δεδομένου ότι η αναλογία [συζευγμένου βάσης] / [ασθενές οξύ] είναι 1,0, χρειαζόμαστε ίσο αριθμό γραμμομυνείων βενζοϊκού νατρίου ως βενζοϊκό οξύ:
* Moles του βενζοϊκού νατρίου =0,024 moles
7. Υπολογίστε τη μάζα βενζοϊκού νατρίου
* Μάζα =moles × μοριακή μάζα
* Μοριακή μάζα βενζοϊκού νατρίου (C₆H₅coona) =144,11 g/mol
* Μάζα βενζοϊκού νατρίου =0,024 moles × 144,11 g/mol = 3,46 g
Επομένως, πρέπει να προσθέσετε περίπου 3,46 γραμμάρια βενζοϊκού νατρίου στο διάλυμα βενζοϊκού οξέος για να δημιουργήσετε ένα ρυθμιστικό διάλυμα με ρΗ 4,30.
