Pytanie:
Objętość wymagana do rozcieńczenia roztworu w celu zmiany pH
confused
2014-03-26 09:39:58 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Roztwór $ \ pu {100 mL} $ $ \ ce {NaOH} $ ma $ \ mathrm {pH} $ 13 $. Jaką objętość wody w $ \ pu {mL} $ należy dodać, aby zmienić $ \ mathrm {pH} $ na 11 $?

Moje kroki:

  1. Rozpocznij od obliczenia stęż. $ [\ ce {OH -}] $ za $ \ mathrm {pH} ~ 13 $.
  2. Znajdź mole, mnożąc stężenie i objętość ($ \ pu {0,1 L} $)
  3. Wyznacz nowe stężenie $ [\ ce {OH -}] $ dla $ \ mathrm {pH} ~ 11 $.
  4. Użyj $ \ text {amount} / \ text {nowe stężenie} $, aby znaleźć całkowitą objętość.
  5. Użyj całkowitej objętości ($ \ pu { 100 ml} $), aby znaleźć objętość wymaganą do dodania.

Powyższe nie daje prawidłowej odpowiedzi, czyli $ \ pu {9,900 ml} $. Czy ktoś może naprawić moje ćwiczenia lub podać alternatywne kroki do obliczenia tego?

Czy to naprawdę tylko uproszczone przybliżenie. Stosując tę ​​samą logikę, gdybym rozcieńczył to do całkowitej objętości 1000 litrów, miałbym pH 9, a rozcieńczenie do 100 000 litrów dałoby pH 7. Gdybym rozcieńczył do całkowitej objętości 1000000 litrów, wtedy pH powinno wynosić 6. Jestem pewien, że bez względu na to, jak bardzo go rozcieńczasz, zawsze będzie zasadowy, a przynajmniej nigdy nie kwaśny. Czy więc wzór, który pokazałeś, jest tylko przybliżeniem, które działa w przypadku mniejszych zmian pH, ale nie daje ekstrapolacji dla większych zmian?
Trzy odpowiedzi:
Martin - マーチン
2014-03-26 10:32:34 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ponieważ ilość substancji pozostaje taka sama, możesz obliczyć objętość ostatecznego roztworu $ V_ \ mathrm {end} $, ze stężenia początkowego $ c_ \ mathrm {start} (\ ce {OH -}) $ i twój początkowy wolumen $ V_ \ mathrm {start} $ i twoje docelowe stężenie $ c_ \ mathrm {end} (\ ce {OH -}) $. Twoje równanie robocze powinno wyglądać następująco:

\ begin {align} c_ \ mathrm {start} (\ ce {OH -}) \ cdot V_ \ mathrm {start} & = c_ \ mathrm {end} (\ ce {OH -}) \ cdot V_ \ mathrm {end} \\ V_ \ mathrm {koniec} & = \ frac {c_ \ mathrm {start} (\ ce {OH -})} {c_ \ mathrm {end} ( \ ce {OH -})} \ cdot V_ \ mathrm {start} \ end {align}

Możesz obliczyć początkowe stężenie początkowego pH i docelowe stężenie na podstawie końcowego pH. Biorąc pod uwagę (przy $ T = 298,15 ~ \ mathrm {K} $, $ p = 1 ~ \ mathrm {atm} $):

\ begin {align} \ ce {pH} _ \ mathrm {start } & = 13 \\ c_ \ mathrm {start} (\ ce {OH-}) & = 10 ^ {- (14- \ ce {pH})} ~ \ mathrm {mol / L} = 0,1 ~ \ mathrm { mol / L} \\ V_ \ mathrm {start} & = 0.1 ~ \ mathrm {L} \\\ ce {pH} _ \ mathrm {end} & = 11 \\ c_ \ mathrm {end} (\ ce {OH -}) & = 10 ^ {- (14- \ ce {pH})} ~ \ mathrm {mol / L} = 0,001 ~ \ mathrm {mol / L} \ end {align}

Stąd

$$ V_ \ mathrm {end} = \ frac {c_ \ mathrm {start} (\ ce {OH -})} {c_ \ mathrm {end} (\ ce {OH-})} \ cdot V_ \ mathrm {start} = 10 ~ \ mathrm {L} $$

a zatem

$$ \ Delta V = V_ \ mathrm {end} -V_ \ mathrm {start} = 9,9 ~ \ mathrm {L} = 9900 ~ \ mathrm {mL}. $$

zamiast 10 l dalej pisałem 10 ml na końcu .. -.-
Ach! Jesteś zdezorientowany.
Bive
2017-03-06 03:19:42 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Oto inne podejście:

$ \ ce {NaOH} $ jest silną zasadą i zostanie całkowicie zdysocjowany w wodzie. Rozwiązanie $ \ ce {NaOH} $ z $ \ mathrm {pH} = 13 $ będzie zawierało $ \ pu {0,10 M} $ $ \ ce {NaOH} $ , ponieważ

$$ [\ ce {OH-}] = 0,10 \ implies \ mathrm {pOH} = 1,0 \ implies \ mathrm {pH} = 14,0 - 1,0 = 13,0. $$

Czym będzie $ \ mathrm {pH} $ $ \ pu {0,0010 M} $ rozwiązanie $ \ ce {NaOH} $ ?

Szacujemy $ \ mathrm {pH} $ zakładając, że autoprotoliza wody nie wpłynie znacząco na $ \ mathrm {pH} $ .

$$ [\ ce {OH-}] = \ pu {0,0010 mln} \ implies \ mathrm {pOH} = 3,0 \ implies \ mathrm {pH} = 14,0 - 3,0 = 11,0. $$

Proponuję więc rozcieńczyć oryginalny roztwór $ \ pu {100 ml} $ $ \ ce {NaOH} $ 100 $ $ razy, czyli należy dodać $ \ pu {9900 mL} $ wody.

kyle
2019-10-13 13:29:36 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Używając definicji $ \ mathrm {pH} $ (która jest wartością logu), tj. różnica $ \ mathrm {pH} ~ 1 $ to 10-krotna różnica w ujęciu realnym.

Masz $ \ pu {100 ml} $ span> of $ \ ce {NaOH} $ @ $ \ mathrm {pH} ~ 13. $ Jeśli rozcieńczasz 10 $ razy, wtedy nowy $ \ mathrm {pH} $ będzie miał wartość 12 $, $ , więc będziesz musiał rozcieńczyć go jeszcze 10 $ razy, aby dotrzeć do $ \ mathrm {pH} ~ 11. $ Jeśli zaczniesz od $ \ pu {100 ml}, $ musisz zakończyć na 10 $ litrów łącznie ( 100 $ fałdy). Masz już $ \ pu {100 ml}, $ , więc musisz dodać $ \ pu {10000 ml } - \ pu {100 ml} = \ pu {9900 ml}. $

Oczywiście, jeśli wymagany końcowy $ \ mathrm {pH} $ miał ułamki, ta prosta arytmetyka mentalna nie będzie działać.



ⓘ
To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...