Berapa pH larutan yang dihasilkan dari pencampuran 20,0 mL HF 0,50M (aq) dan 50,0 mL NaOH 0,20M (aq) pada 25 centigrades? (Ka HF = 7,2 x 10 ^ -4)

Menjawab:

Lihat di bawah:

Peringatan! JAWABAN PANJANG!

Penjelasan:

Mari kita mulai dengan menemukan jumlah mol # NaOH # dimasukkan ke dalam solusi, menggunakan rumus konsentrasi:

# c = (n) / v #

# c #= setuju #mol dm ^ -3 #

# n #= jumlah mol

# v #= volume dalam liter (# dm ^ 3 #)

# 50,0 ml = 0,05 dm ^ (3) = v #

# 0,2 kali 0,05 = n #

# n = 0,01 mol #

Dan untuk menemukan jumlah mol #HF#:

# c = (n) / v #

# 0.5 = (n) /0.02#

# n = 0,1 #

#NaOH (aq) + HF (aq) -> NaF (aq) + H_2O (l) #

Kami membentuk 0,1 mol # NaF # dalam larutan 70ml yang dihasilkan setelah reaksi selesai.

Sekarang, # NaF # akan terdisosiasi dalam larutan, dan ion fluoride, #F ^ (-) # akan bertindak sebagai basis yang lemah dalam solusi (Kami akan kembali ke ini).

Jadi sekarang adalah waktu yang tepat untuk mengatur tabel ICE untuk mencari jumlah #OH ^ - # Ion terbentuk, tetapi pertama-tama kita perlu mengetahui konsentrasi # NaF #, karena konsentrasi digunakan dalam tabel ICE.

# c = (n) / v #

# c = (0,1 / 0,07) #

#c sekitar 0,143 mol dm ^ -3 # dari # NaF # (# = F ^ (-)) #

Reaksi ion flouride dan perubahan konsentrasi akibatnya adalah:

# "warna (putih) (mmmmm) F ^ (-) (aq) + H_2O (l) -> HF (aq) + OH ^ (-) (aq) #

# "Awal:" warna (putih) (mm) 0.143warna (putih) (mmm) -warna (putih) (mmmm) 0color (putih) (mmmmll) 0 #

# "Ubah:" warna (putih) (iim) -xcolor (putih) (mmm) -color (putih) (mmm) + xcolor (putih) (mmll) + x #

# "Persamaan:" warna (putih) (mmm) 0.143-xcolor (putih) (mii) -color (putih) (mmmm) xcolor (putih) (mmmmll) x #

Itu # K_b # ekspresi untuk ion fluoride adalah:

#K_b = (OH ^ (-) kali HF) / (F ^ (-)) #

Tapi bagaimana kita tahu # K_b # untuk ion fluoride, yang kami sentuh sebelumnya?

Nah, seperti yang kita ketahui bahwa reaksi terjadi pada 25 derajat Celcius, sifat berikut berlaku:

# (K_b) kali (K_a) = 1.0 kali 10 ^ -14 #

Untuk pasangan asam / basa- dan kami kebetulan memiliki pasangan #HF# dan #F ^ (-) #!

Karenanya:

# K_b = (1,0 kali 10 ^ -14) / (7,2 kali 10 ^ (- 4) #

#K_b (F ^ (-)) kira-kira 1,39 kali 10 ^ (- 11) #

Jadi sekarang kita bisa membuat # K_b # ekspresi dan pecahkan untuk # x # untuk menemukan konsentrasi #OH ^ (-) #, dan dengan demikian menemukan # pOH # dan kemudian akibatnya # pH #.

# 1,39 kali 10 ^ (- 11) = (x ^ 2) / (0,143-x) #

# K_b # kecil, jadi perkiraan x kecil memberi:

# 1,39 kali 10 ^ (- 11) = (x ^ 2) / (0,143) #

# x = OH ^ (-) = sqrt (K_bcdot0.143) #

# = 1,4095 xx 10 ^ (- 6) kira-kira 1,41 kali 10 ^ (- 6) #

Sekarang:

# pOH = -log OH ^ (-) #

# pOH = -log 1,41 kali 10 ^ (- 6) #

#pOH sekitar 5.85 #

Dan karena kita berada pada 25 derajat properti ini berlaku:

# pH + pOH = 14 #

Karenanya, # pH = 14-5.85 #

#warna (biru) (pH = 8,15) #