Ποιο είναι το pH του CH3NH3CL;
Κατανόηση της χημείας
* ch3nh3cl είναι το άλας μιας αδύναμης βάσης (μεθυλαμίνη, CH3NH2) και ενός ισχυρού οξέος (υδροχλωρικό οξύ, HCl).
* Όταν το CH3NH3cl διαλύεται στο νερό, διαχωρίζεται στα ιόντα του:CH3NH3+ και Cl-.
* Το ιόν CH3NH3+ είναι το συζευγμένο οξύ της αδύναμης μεθυλαμίνης βάσης. Θα υποβληθεί σε υδρόλυση στο νερό, που σημαίνει ότι θα αντιδράσει με μόρια νερού για την παραγωγή ιόντων Η+:
CH3NH3 + (AQ) + H2O (L) ⇌ CH3NH2 (AQ) + H3O + (AQ)
Υπολογισμός του pH
1. Προσδιορίστε τη σχετική ισορροπία: Η ισορροπία που πρέπει να εξετάσουμε είναι η υδρόλυση του ιόντος CH3NH3+.
2. Γράψτε τη σταθερή έκφραση ισορροπίας: Η σταθερά ισορροπίας για αυτήν την αντίδραση ονομάζεται σταθερά διάστασης οξέος (KA) . Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την ακόλουθη σχέση για να βρούμε KA:
Ka * kb =kw
Οπου:
* Το ΚΑ είναι η σταθερά διάστασης οξέος του συζευγμένου οξέος (CH3NH3+)
* Το KB είναι η σταθερά διάστασης βάσης της αδύναμης βάσης (CH3NH2)
* Το KW είναι το προϊόν ιόντων νερού (1,0 x 10^-14 στους 25 ° C)
Θα χρειαστεί να αναζητήσετε την τιμή KB για τη μεθυλαμίνη (CH3NH2).
3. Ρυθμίστε ένα τραπέζι πάγου: Ένας πίνακας πάγου (αρχική, αλλαγή, ισορροπία) βοηθά στην οργάνωση των αλλαγών στις συγκεντρώσεις κατά τη διάρκεια της αντίδρασης.
| | CH3NH3+ | CH3NH2 | H3O+ |
| ---------- | ---------- | ------------------------
| Αρχική | * I* | 0 | 0 |
| Αλλαγή | -* x* | +* x* | +* x* |
| Ισορροπία | * I* -* x* | * x* | * x* |
* I* αντιπροσωπεύει την αρχική συγκέντρωση του CH3NH3CL (και επομένως την αρχική συγκέντρωση του CH3NH3+).
4. Επίλυση για x: Αντικαταστήστε τις συγκεντρώσεις ισορροπίας από τον πίνακα πάγου στην έκφραση ΚΑ. Λύστε για *x *, που αντιπροσωπεύει το [H3O+].
5. Υπολογίστε το pH: Χρησιμοποιήστε τη σχέση:ph =-log [H3O+].
Παράδειγμα:
Ας υποθέσουμε ότι το ΚΒ της μεθυλαμίνης (CH3NH2) είναι 4,4 x 10^-4.
1. Υπολογίστε το ka: Ka =kw / kb =(1,0 x 10^-14) / (4,4 x 10^-4) =2,3 x 10^-11
2. Υποθέστε μια συγκέντρωση: Ας πούμε ότι η αρχική συγκέντρωση του CH3NH3CL είναι 0,1 Μ. Επομένως, η αρχική συγκέντρωση του CH3NH3+ είναι επίσης 0,1 μ.
3. Πίνακας πάγου:
| | CH3NH3+ | CH3NH2 | H3O+ |
| ---------- | ---------- | ------------------------
| Αρχική | 0,1 | 0 | 0 |
| Αλλαγή | -* x* | +* x* | +* x* |
| Ισορροπία | 0.1 - * x * | * x* | * x* |
4. Επίλυση για x:
Ka =([CH3NH2] [H3O+]) / [CH3NH3+]
2.3 x 10^-11 =(x * x) / (0.1 - x)
Δεδομένου ότι το ΚΑ είναι πολύ μικρό, μπορούμε να προσεγγίσουμε (0,1 - x) ≈ 0,1.
2.3 x 10^-11 =x^2 / 0.1
x^2 =2.3 x 10^-12
x =1,5 x 10^-6
5. Υπολογίστε το pH: ph =-log (1,5 x 10^-6) ≈ 5,8
Επομένως, το κατά προσέγγιση ρΗ ενός διαλύματος 0,1 Μ του CH3NH3CL είναι 5,8.
Σημαντική σημείωση: Το πραγματικό ρΗ του διαλύματος θα εξαρτηθεί από τη συγκεκριμένη συγκέντρωση του CH3NH3CL.
