Определите изменение рН раствора А после его смешения с раствором В: 33 H2CO3 NaOH 25мл 0.1М 52.50мл 0.09524М Примите во внимание: концентрации – молярные. (Решение → 24871)

Заказ №38836

Определите изменение рН раствора А после его смешения с раствором В: 33 H2CO3 NaOH 25мл 0.1М 52.50мл 0.09524М Примите во внимание: концентрации – молярные.

Решение:

При смешении растворов А и В происходит следующая реакция H2CO3+2NaOHNa2CO3+2H2O Образуется карбонат натрия в результате реакции нейтрализации. 1.Вычислим рН раствора угольной кислоты до его смешения с раствором едкого натра. Уравнение гидролиза соли по аниону: CO3 2- + H2O   HCO3 - + OH- (1) Уравнение диссоциации выделившегося в ходе гидролиза гидрокарбоната: HCO3 -   CO3 2- + H+ (2) Уравнение гидролиза гидрокарбоната: HCO3 - + HOH   H2CO3 + OH- (3) Уравнения диссоциации выделившейся в ходе гидролиза углекислоты: H2CO3   HCO3 - + H+ (4) Уравнения диссоциации растворителя: H2O   H + + OH- (5) Количество неизвестных – 5: [H + ], , [CO3 2- ], [HCO3 - ], [H2CO3], [OH- ]. Система пяти уравнений: УЭН- уравнение электронейтральности 2[H + ] = 2[CO3 2- ]+[HCO3 - ]+[OH- ] (6) ЗДМ- закон действия масс kw = [H+ ] · [OH- ] [H CO ] [HCO ][H ] k 2 3 3 1    [HCO ] [CO ][H ] k 3 2 3 2     (7) УМБ- -уравнение материального баланса [CO3 2- ] + [HCO3 - ] + [H2CO3] = Cк (8) Пять уравнений с пятью неизвестными – система имеет точное решение. Метод подстановки. Приближенное решение. Т.к. [H2CO3]≈0, то УМБ (8) упрощаем до вида: [CO3 2- ] + [HCO3 - ] = Cк (9) из уравнения (7) имеем: k2 · [HCO3 - ] = [H + ] · [CO3 2- ] (10) Для слабых кислот [H + ]= kк ·Cк ,поэтому находим концентрацию ионов водорода, образовавшихся в результате диссоциации кислоты по 1-ой ступени Н  моль ион / л 4 * 0,1 2,1*10 7 k ·C 4,5 *10 1 к к        , где К д1 - константа диссоциации угольной кислоты по первой ступени (см. приложение). Ск- концентрация кислоты Находим концентрацию ионов водорода, образовавшихся в результате диссоциации кислоты по 2-ой ступени: Н  моль ион л д / 7 10 4 * 2,1*10 11 k ·C 4,8 *10 2 2 к         где К д2 - константа диссоциации угольной кислоты по второй ступени (см. приложение). Кроме того, в водных растворах, согласно ионному произведению воды, образуется 10 -7 моль-ион/л ионов Н+ . Суммарная концентрация ионов водорода в растворе равна: [H + ] = [H + ]1 + [H + ]2 + [H + ] H2O = 2,1×10 -4 + 10 -7 + 10 -7 = =10-7 (2100+2)=2,102×10 -4 моль-ион/л, рН = -lg [Н + ] = -lg(2,102×10 -4 ) = 3,68. При сравнении значений [Н + ] по первой и второй ступеням, очевидно, что основной вклад в кислотность среды вносит процесс диссоциации угольной кислоты по первой ступени. 2. Вычислим рН раствора угольной кислоты после ее смешения с гидроксидом натрия. Диссоциация соли: Na2CO3 → 2Na+ + CO3 2-