Εξετάστε την τιτλοδότηση 30,0 ml 0,030 m NH3 με σημείο ισοδυναμίας 0,025 HCl επιτυγχάνεται όταν 36 τιτλοδότηση πρόσθεσε ποιο pH στο σημείο;
1. Κατανοήστε την αντίδραση
Η αντίδραση μεταξύ αμμωνίας (αδύναμη βάση) και υδροχλωρικού οξέος (ένα ισχυρό οξύ) είναι:
NH₃ (aq) + HCl (aq) → NH₄⁺ (aq) + cl⁻ (aq)
Στο σημείο ισοδυναμίας, όλη η αμμωνία (NH₃) αντέδρασε με το υδροχλωρικό οξύ (HCl) για να σχηματίσει ιόντα αμμωνίου (NH₄⁺).
2. Υπολογίστε τα γραμμομόρια του NH₃
* Moles του NH₃ =(όγκος διαλύματος NH₃) * (συγκέντρωση NH₃)
* Moles του NH₃ =(30,0 ml) * (0,030 mol/L) =0,90 mmol (θυμηθείτε, 1 mL =0,001 L)
3. Υπολογίστε τα γραμμομόρια του HCl
* Δεδομένου ότι το σημείο ισοδυναμίας επιτυγχάνεται όταν προστίθενται 36 mL HCl, γνωρίζουμε ότι τα moles του HCl είναι ίσα με τα moles του NH₃.
* Moles του HCl =moles του NH₃ =0,90 mmol
4. Υπολογίστε τη συγκέντρωση του NH₄⁺
* Ο όγκος στο σημείο ισοδυναμίας είναι ο αρχικός όγκος του NH₃ συν τον όγκο του HCl που προστέθηκε:30,0 ml + 36,0 ml =66,0 mL
* Συγκέντρωση NH₄⁺ =(Moles του NH₄⁺) / (συνολικός όγκος)
* Συγκέντρωση NH₄⁺ =(0,90 mmol) / (66,0 mL) =0,0136 m
5. Υπολογίστε το pH
Δεδομένου ότι το NH₄⁺ είναι το συζευγμένο οξύ μιας αδύναμης βάσης (NH₃), θα υδρολύει στο νερό:
NH₄⁺ (aq) + h₂o (l) ⇌ nh₃ (aq) + h₃o⁺ (aq)
Για να υπολογίσουμε το pH, χρειαζόμαστε το ΚΑ του NH₄⁺. Μπορούμε να το υπολογίσουμε χρησιμοποιώντας το KB του NH₃ (KB =1,8 x 10⁻⁵) και τη σχέση:
Ka * kb =kw =1,0 x 10⁻⁻⁴⁴
Ka =kw / kb =(1,0 x 10⁻⁻⁴) / (1,8 x 10⁻⁵) =5,56 x 10⁻⁻⁰ ⁰
Τώρα, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε το τραπέζι πάγου για να λύσουμε τη συγκέντρωση ιόντων υδρονίου ([h₃o⁺]) και στη συνέχεια να υπολογίσουμε το pH:
| | NH₄⁺ | H₂o | NH₃ | H₃o⁺ |
| ---------- | ---------------------------------------------------
| Αρχική | 0,0136 m | - | 0 | 0 |
| Αλλαγή | -x | - | +x | +x |
| Ισορροπία | 0.0136-x | - | x | x |
Ka =[nh₃] [h₃o⁺] / [nh₄⁺] =(x) (x) / (0.0136 - x)
Δεδομένου ότι το ΚΑ είναι πολύ μικρό, μπορούμε να προσεγγίσουμε 0,0136 - x ≈ 0,0136:
5.56 x 10⁻⁻ =x² / 0.0136
x² =7.56 x 10⁻⁻²
x =[h₃o⁺] =8.69 x 10⁻⁶ m
Τέλος, υπολογίστε το pH:
ph =-log [h₃o⁺] =-log (8.69 x 10⁻⁶) = 5.06
Επομένως, το pH στο σημείο ισοδυναμίας είναι περίπου 5.06.
