If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Если вы используете веб-фильтр, пожалуйста, убедитесь, что домены *.kastatic.org и *.kasandbox.org разблокированы.

Основное содержание
Текущее время:0:00Общая продолжительность:14:27

Титрование

Транскрипция к видео

перед нами кривая титрования 50 миллилитров раствора уксусной кислоты с концентрации 200 тысячных моля на литр в этот уксусный раствор мы добавляем раствор гидроксида натрия с концентрации 500 10 тысячных моля на литр и как обычно по вертикальной оси у нас ph раствора а по горизонтальное количество добавленного раствора основания первая часть задачи чему равен уровень ph до добавления основания то есть мы добавили 0,0 миллилитров раствора гидроксида натрия и по сути мы имеем дело с задачей на равновесие слабой кислоты в качестве слабой кислоты в нас выступает уксусная кислота в водном растворе она отдает протон в воде с образованием h3o плюс и от уксусной кислоты остается ацетат и он c h 3 c минус изначальная концентрация уксусной кислоты 200 тысячных моля на литр и как обычно в таких задачах сначала мы представляем и что реакция еще не началась и продуктов реакции нет помните мы разбирали такую задачу в виде равновесие слабой кислоты после того как установилось равновесие сколько молекул уксусной кислоты мы потеряли столько же ацетат ионов мы получили и ровно столько же образуется ионов гидроксония таким образом состоянии равновесия концентрации уксусной кислоты будет равна 200 тысячный моля на литр минус x концентрация ионов гидроксония x концентрация цитат ионов тоже x теперь запишем формулу для константа равновесия к а она равняется отношениями концентрации продуктов концентрации реагентов я не буду сейчас разбирать решение этой задачи очень подробно и так в числителе будет x умножить на x это вот эти два значения x в знаменателе будет концентрация реагента в без учета концентрации воды которая в данном случае выступает в качестве растворителя таким образом в знаменателе будет 200 тысячных минус x уксусная кислота очень слабое значит x будет гораздо меньше 200 тысячных то есть мы можем пренебречь значением x в знаменателе и считать что 200 тысячных минус x примерно равно двумстам тысячам мы можем переписать наше выражение в числителе будет x в квадрате в знаменателе 200 тысячных и все это равняется к а а константа к для уксусной кислоты равна 1,8 на 10 в минус 5 степени отсюда мы можем выразить x давайте посчитаем одна целая восемь десятых на десять в минус пятой степени умножить на 200 тысячных получится 3,6 на 10 в минус шестой степени теперь из этого нужно извлечь квадратный корень получается что x равен 19 10 тысячным запишем x равен 19 10 1000 как вы помните x это концентрация ионов гидроксония в состоянии равновесия а раз эта концентрация ионов гидроксония найти page будет очень просто достаточно подставить концентрацию ионов гидроксония формулу для вычисления ph ph равно минус десятичному логарифму концентрации ионов гидроксония теперь берем это число 19 10 тысячных моля на литр подставляем в эту формулу и находим ph давайте так и сделаем минус десятичный логарифм от 0 , 0019 получается уровень ph 2,72 до того как мы добавили основании уровень ph раствора равнялся двум целым 72 сотым посмотрим на кривую титрования 0,0 миллилитров раствора основания у нас будет вот тут и здесь у нас будет вот эта . это и будет ответом на первую часть задачи в этой точке уровень ph равен двум целым 72 сотым теперь добавим гидроксид натрия во второй части задаче нас просят найти ph после добавления 100 миллилитров раствора гидроксида натрия с концентрации 500 десятитысячных моля на литр посчитаем сколько молей основания мы добавили концентрация гидроксида натрия 500 10 тысячных моля на литр и та же концентрация соответствует добавленным в раствор гидроксид-ионов таким образом мы добавляем к изначальному раствору некое количество гидроксид-ионов их концентрация равна 500 10-тысячный моля на литр сколько литров раствора мы добавили приставками ли сдвигает десятичную запятую на три позиции вправо 1 2 3 и так мы добавили одну десятую литра раствора чтобы найти количество в молях нужно умножить обе части на одну десятую литра пять сотых умножить на одну десятую это пять тысячных таким образом в добавленным растворе 500 100 тысячных моля гидроксид-ионов сколько молей кислоты изначально была в растворе вернёмся назад к нашей кривой титрования и посмотрим на цифры изначальный объем раствора был 50 миллилитров его концентрация 200 тысячных моля на литр какое количество молей уксусной кислоты была в растворе изначально концентрация 200 тысячных моля на литр объем раствора составлял 50 миллилитров это пятьсот тысячных литра умножим 2 десятых на пять сотых получится сто десятитысячных моля уксусной кислоты такое количество кислоты была в растворе изначально затем в кислоту добавили основании кислота я у нас уксусная основанием выступают гидроксид-ионы и основании нейтрализует присутствующую в растворе кислоту это реакция нейтрализации давайте выпишем ее уравнение гидроксид-ион заберет протон уксусной кислоты ваш минус и h плюс вместе образуют h2o то есть воду и после того как уксусной кислоты и забрали протон останется сопряженное основание то есть ацетат и он таким образом справа останется c h 3 c минус итак давайте вспомним чего мы начинали что у нас было до реакций количество уксусной кислоты 100 десятитысячных моля и мы добавляем 500 100 тысячных моля гидроксида гидроксид ионы нейтрализуют уксусную кислоту а значит все гидроксид-ионы вступят в реакцию с кислотой и их совсем не останется точно такое же количество уксусной кислоты вступит в реакцию нейтрализации то есть количество уксусной кислоты уменьшится ровно на столько же 1 100 минус пять тысячных равно 5000 мы молим оставшийся уксусной кислоты вот такое количество уксусной кислоты не была нейтрализована основанием а раз мы потеряли это количество уксусной кислоты значит мы получили точно же такое количество цитат ионов verde изначально их было 0 затем получилось столько же сколько нейтрализовало кислоты значит пишем плюс 500 стотысячных то есть после реакции нейтрализации количество ацетат ионов будет равно 500 ом 100-тысячным моля а теперь давайте вычислим концентрацию уксусной кислоты и ацетата он of количество в молях мы нашли осталось узнать объем давайте вернёмся к тексту задачи изначальный объем раствора уксусной кислоты был 50 миллилитров и мы добавили к нему 100 миллилитров раствора основания таким образом объём итогового раствора 100 плюс 50 это 150 миллилитров что равно 15 сотым литра для этого мы сдвигаем влево десятичную запятую на 3 позиции теперь вычислим концентрацией количество в молях мы знаем объем знаем осталось вычислить молярную концентрацию концентрация уксусной кислоты после реакции нейтрализации равна 5 тысячных моля разделить на объем на 15 сотых литра давайте посчитаем чему это равно 0 , 0 0 5 разделить на ноль , 15 получается примерно тридцать три тысячных моля на литр это мы нашли концентрацию уксусной кислоты а чему равна концентрация ацетат ионов и так оно равняется взгляните на числа они точно такие же количество цитат ионов те же пять тысячных моля и общий объем точно такой же 15 сотых литра а значит результат будет таким же пять тысячных моля делим на 15 сотых литра получаем точно такую же концентрацию тридцать три тысячных моля на литр получилось что концентрация кислоты и и сопряженного основания равны и это наводит меня на мысль о буферном растворе добавив основании гидроксид-ионы в кислотный раствор мы получили буферный раствор и в данной точке концентрации кислоты и основания равны нас просили найти page но поскольку мы получили буферный раствор мы можем воспользоваться уравнением хендерсона хассель баха которая гласит ph равно пока плюс десятичный логарифм отношения концентрации а минус в концентрации аж а мы ранее уже говорили что к уксусной кислоты одна целая восемь десятых на десять в минус 5 степени об эко это минус десятичный логарифм от этого числа давайте посчитаем минус логарифм от одной целой восьмидесятых умножить на 10 в минус 5 степени получается что пока равно четырем целым 74 сотым подставим это значение в уравнение гендерсона-гассельбаха ph равно четырем целым 74 100 плюс логарифм от концентрации а минус делённой на концентрацию аж а в качестве а минус у нас выступает ацетат elan его концентрация тридцать три тысячных age or о нас уксусная кислота и и концентрация точно такая же тридцать три тысячных моля на литр получается логарифму 33 тысячных деленных на тридцать три тысячных под логарифмом разумеется получается единицы второе слагаемое формуле это десятичный логарифм единицы вы наверное догадываетесь чему равен десятичный логарифм единицы он равен нулю значит все второе слагаемое равно нулю и остается ph равно четырем целым 74 100 плюс 0 то есть просто четырем целым 74 сотым такая ситуация называется точкой полу эквивалентности в этот момент мы нейтрализовали ровно половину кислоты и половина кислоты осталось поэтому согласно уравнению гендерсона-гассельбаха page в этой точке равно пока давайте теперь найдём эту точку на кривой титрования ph равен четырем целым 74 сотым после добавления 100 миллилитров основания вот она . которую мы вычисляли во втором подпункте задачи в этой точке уровень ph приблизительно равен четырем целым 74 сотым спасибо что подписывайтесь на наш канал нам очень важно знать ваше мнение если у вас возникают вопросы касательно данного видеоролика то не стесняйтесь задавать их в комментариях мы с удовольствием на них ответим