Титрование слабой кислоты сильным основанием. Часть 2

перед нами кривая титрование слабой уксусной кислоты сильным основанием гидроксидом натрия в первой задаче мы рассчитали page до добавления основания нашли вот эту точку на кривой титрования во второй задаче мы рассмотрели ситуацию когда в кислоту добавили 100 миллилитров раствора основания и нашли ph вот в этой точке в этом видео мы рассмотрим третий случай добавление 200 миллилитров раствора основания с концентрации ноль целых 500 десятитысячных моля на литр сначала определим сколько молей гидроксид-ионов мы добавляем концентрация гидроксида натрия ноль целых 500 десятитысячных моля на литр это сильное основание значит концентрация гидроксид-ионов будет точно такой же 500 10 тысячных моля на литр молли нам неизвестный но известен объем мы добавили 200 миллилитров раствора основания сдвинем десятичную запятую на 3 позиции влево получится две десятых литра теперь найдем молли 0,2 умножить на 0,05 получится 0,01 моль а гидроксид-ионов это количество гидроксид-ионов добавленных в наш кислотный раствор а сколько молей кислоты была изначально концентрация раствора было ноль целых 200 тысячных моля на литр объем 50 миллилитров и так молярная концентрация уксусной кислоты 200 тысячных моля на литр это равно количеству в молях деленному на объем 50 миллилитров это 0,05 литра давайте вычислим отсюда молли 0,2 умножить на 0,05 получается 0,01 моля молекул уксусной кислоты обратите внимание количество уксусной кислоты совпадает с количеством добавленного основания основании нейтрализует кислоту давайте запишем уравнение этой реакцией было у нас уксусная кислота и мы добавили в нее гидроксид-ионы гидроксид-ионы заберут в протонной у молекул уксусной кислоты h плюс и он минус вместе образуют h2o если у молекулы уксусной кислоты отобрать протон останется ацетат и он c h 3 c минус изначально в растворе была одна сотая моля уксусной кислоты и мы добавили точно такое же количество основания одну сотую моля малярное соотношение в уравнении реакций один к одному 1 молекула кислоты реагирует с одной молекулы основания значит все основание вступит в реакцию и полностью нейтрализует всю находящуюся в растворе кислоту все основание вступает в реакцию и у нас остается 0 молей основание также нейтрализуется вся кислота то есть это же не остается значит это у нас точка эквивалентности сколько молекул уксусной кислоты вступила в реакцию столько же образовалась ацетат ионов до реакции ацетат ионов было 0 мы теряем одну сотую моля молекул уксусной кислоты которые превращаются в ацетат и он и ацетат и она встала на одну сотую моля больше и после реакции количество цитат и она встала равным одной сотой молли далее зная количество в молях и объем получившегося раствора мы можем найти концентрацию ацетат анион of чему равен объем было 50 миллилитров добавил еще 200 50 плюс 200 это 250 миллилитров вот такой стал объем раствора сдвигаем десятичную запятую на 3 позиции влево получаем 0,25 литра теперь можно найти концентрацию ацетат ионов чему равна концентрация цитат ионов после реакции для этого делим молей на литр и одну сотую моля делим на 0,25 литра посчитаем чему это равно получается что концентрация цитаты он ав равна 0 целых четыре сотых моля на литр в точке равновесия реакции в растворе находится ацетат анион и ацетат и он реагирует с водой давайте рассмотрим эту реакцию она обратимо в какой-то момент реакция достигнет точки равновесия ацетат и он ведет себя как основание и забирает протон у воды ацетат и он получив протон превращается в уксусную кислоту ch 3 ch если забрать протон у воды остается гидроксид-ион ваш минус теперь представим что эта реакция ещё не произошла чему равнялась изначальная концентрация ацетат ионов 400 моля на литр начальная концентрация ацетат ионов четыре сотых моля на литр и до начала реакции и продуктов еще не было их концентрация равнялась нулю теперь рассмотрим изменение концентрации некое количество цитат и она вступит в реакцию мы потеряем какое-то количество цитат ионов обозначим это количество за минус x сколько ацетат ионов мы потеряем столько же молекул уксусной кислоты получим если изменение концентрации ацетат ионов будет минус x то изменение концентрации уксусной кислоты будет тогда плюс x изменение концентрации гидроксид-ионов тоже плюс x то есть в точке равновесия концентрации ацетат ионов будет равняться 400 минус x моля на литр теперь запишем формулу равновесия для этой реакции ацетат и он и ведут себя как основание значит для формула равновесия мы выберем kb константа равновесия равна отношению концентрации продуктов концентрации реагентов значит в числителе будет x умножить на x а в знаменателе 4 сотых минус x вода в этой формуле не учитывается мы имеем дело с равновесием слабого основания дальше нужно найти значение kb мы знаем к константу диссоциации уксусной кислоты в прошлом видео я говорил что она равна 1,8 на 10 в минус 5 степени и мы знаем что для сопряженный кислотно-основной пары k умножить на к b равно 1 целой на 10 в минус 14 степени подставив в это выражение к а мы можем найти kb я не буду тратить время считать на калькуляторе я сразу напишу что к b равно 5 целым 60 мм на 10 в минус десятой степени подставим это значение формула константы равновесия получается 5,6 на 10 в минус десятой степени равно x в квадрате разделить на здесь мы снова делаем допущение как вы делали много раз что x это очень маленькое число очень маленькая концентрация значит 0,04 минус x приблизительно равно 0 целым четырехсотым поэтому в знаменателе пишем 4 сотых и отсюда нужно выразить x давайте посчитаем 5,6 умножить на 10 в минус десятой степени это все нужно умножить на 4 сотых из получившегося числа извлечем квадратный корень получается что x равен четырем целым 7 сотым на 10 в минус шестой степени что такое x посмотрим выше x эта концентрация гидроксид-ионов которая равна 4,7 на 10 в минус шестой степени моля на литр но нас просили найти page для начала найдем значение ph ph равно минус десятичному логарифму концентрации гидроксид-ионов подставим полученное значение и найдем ph минус логарифм 4,7 на 10 в минус шестой получаем что ph равно 5,33 и остался последний шаг ph плюс ph равно 14 подставив в эту формулу ph получим что ph равно 14 минус 5,33 то есть 8 целым 67 сотым мы рассматриваем титрование слабой кислоты сильным основанием и в точке равновесия соляной раствор получается более щелочным page лежит в щелочном диапазоне больше 7 давайте найдем эту точку на кривой мы добавили в кислоту 200 миллилитров основания и page получился равным 8 целым 60 700 м давайте посмотрим на график и примерно вот здесь будет находиться . эквивалентности титрования слабой кислоты сильным основанием для нашего конкретного случая и последний вопрос из этой задачи нас просят найти ph раствора после добавления 300 миллилитров того же раствора гидроксида натрия и для начала снова нужно найти количество добавляемых гидроксид-ионов концентрация раствора 0,05 моля на литр такая же концентрация будет у гидроксид-ионов поскольку основания сильная молли мы не знаем но знаем объем 300 миллилитров это три десятых литра умножаем 5 сотых на 3 десятых получаем молли 15 тысячных моля гидроксид-ионов в прошлом примере мы видели что для полной нейтрализации уксусной кислоты необходимо добавить одну сотую моля гидроксид-ионов таким образом одна сотая моля гидроксид-ионов примет участие в реакции нейтрализации такое количество нужно для полной нейтрализации кислоты сколько гидроксид-ионов останется после реакции нейтрализации очевидно пять тысячных моля после того как вся кислота нейтрализуется основанием в растворе останется пять тысячных моля гидроксид-ионов нас просят найти ph зная концентрацию гидроксид-ионов мы можем дойти ph чему равна концентрация ваш минус после нейтрализации всей кислоты количество пять тысячных моля а чему равен объем было 50 миллилитров еще 300 миллилитров добавили таким образом объем раствора теперь 50 плюс 300 это 350 миллилитров то есть 0,35 литра и так чему равна концентрация гидроксид-ионов пять тысячных делим на тридцать пять сотых получаем концентрацию гидроксид-ионов 14 тысячных моля на литр зная это можем вычислить ph ph равно минус логарифму концентрации гидроксид-ионов то есть минус логарифм у 14 тысячных теперь посчитаем минус логарифм от 14 тысячных чтоб ваш равно одной целой 85 сотым опять же мы знаем что ph плюс ph равно 14 подставляем в это выражение ph получается что ph равно 14 минус 1 целая восемьдесят пять сотых это 12,15 мы преодолели точка эквивалентности и после добавления 300 миллилитров раствора основания уровень ph поднялся до 12,15 найдем эту точку на кривой титрования мы добавили 300 миллилитров раствора основания поднимаемся вверх до пересечения с кривой вот эта точка на кривой титрования 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