Ποια προϊόντα σχηματίζονται όταν προστίθεται η υδατική αμμωνία στο πολυακρυλικό οξύ και πώς υπολογίζει το ρΗ παραγόμενου διαλύματος;
Προϊόντα αντίδρασης και υπολογισμού pH:
Όταν προστίθεται υδατική αμμωνία (NH₃) στο πολυακρυλικό οξύ (PAA), μια αντίδραση σχηματισμού άλατος συμβαίνει. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το PAA είναι ένα αδύναμο οξύ και η αμμωνία είναι μια αδύναμη βάση.
αντίδραση:
* paa (COOH) n + n nh₃ → (coonh₄) n + n h₂o
Τα προϊόντα που σχηματίζονται είναι:
* πολυ (ακρυλικό αμμωνίου): Αυτό είναι το άλας που σχηματίζεται από την αντίδραση μεταξύ των όξινων ομάδων του ΡΑΑ και των βασικών μορίων αμμωνίας. Οι ομάδες αμμωνίου (NH₄⁺) εξουδετερώνουν τις καρβοξυλικές ομάδες (COO⁻) του PAA.
* νερό: Αυτό είναι ένα υποπροϊόν της αντίδρασης εξουδετέρωσης.
Υπολογισμός του pH:
Για να υπολογίσουμε το pH της προκύπτουσας λύσης, πρέπει να εξετάσουμε:
1. Οι αρχικές συγκεντρώσεις PAA και αμμωνίας
2. Αυτή η τιμή εξαρτάται από τον συγκεκριμένο τύπο PAA και το μοριακό της βάρος.
3. Η σταθερά διάστασης βάσης (KB) της αμμωνίας. Αυτή η τιμή είναι συνήθως περίπου 1,8 x 10⁻⁵.
Το pH μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τα παρακάτω βήματα:
1. Προσδιορίστε τα moles του PAA και της αμμωνίας: Αυτό μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τις αρχικές συγκεντρώσεις και όγκους των διαλυμάτων.
2. Υπολογίστε τις συγκεντρώσεις ισορροπίας των αντιδραστηρίων και των προϊόντων: Αυτό μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας έναν πίνακα ICE (αρχική, αλλαγή, ισορροπία), λαμβάνοντας υπόψη την στοιχειομετρία της αντίδρασης και των σταθερών διάστασης του PAA και της αμμωνίας.
3. Υπολογίστε το ph: Το ρΗ μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τη συγκέντρωση ισορροπίας των ιόντων Η ίδων στο διάλυμα. Αυτό μπορεί να προσδιοριστεί χρησιμοποιώντας τη σταθερά ισορροπίας (k) της αντίδρασης, η οποία μπορεί να υπολογιστεί από Ka και Kb.
Απλοποιημένη προσέγγιση:
Εάν οι συγκεντρώσεις της ΡΑΑ και της αμμωνίας είναι παρόμοιες και το ΡΚΑ του ΡΑΑ είναι κοντά στο PKB της αμμωνίας (περίπου 4,75), το pH του διαλύματος που προκύπτει θα είναι περίπου ουδέτερο (περίπου 7).
Σημαντικές εκτιμήσεις:
* Το pH θα αλλάξει ανάλογα με το συγκεκριμένο PAA που χρησιμοποιείται: Το μοριακό βάρος, η δομή και ο βαθμός πολυμερισμού του ΡΑΑ μπορεί να επηρεάσει σημαντικά την οξύτησή του και επομένως το τελικό ρΗ του διαλύματος.
* Η αντίδραση μπορεί να μην ολοκληρωθεί: Η έκταση της αντίδρασης εξαρτάται από τις αρχικές συγκεντρώσεις και τις σχετικές δυνάμεις του οξέος και της βάσης.
* Το ρΗ μπορεί να επηρεαστεί περαιτέρω από παράγοντες όπως η θερμοκρασία και η παρουσία άλλων ιόντων στο διάλυμα.
Συμπερασματικά, η αντίδραση μεταξύ ΡΑΑ και αμμωνίας θα παράγει ένα άλας, πολυ (ακρυλικό αμμωνίου) και νερό. Το ρΗ του προκύπτουντος διαλύματος θα εξαρτηθεί από το συγκεκριμένο ΡΑΑ που χρησιμοποιείται και τις σχετικές συγκεντρώσεις των αντιδραστηρίων. Ένας ακριβέστερος υπολογισμός του pH θα απαιτούσε συγκεκριμένες πληροφορίες σχετικά με το PAA και τη σταθερά διάστασής του.
