H2CO3에서 5.0 × 10-2 M의 용액의 pH는 얼마입니까?

대답:

아래 참조:

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설명:

# H_2CO_3 #, 또는 탄산은 물과 반응하는 이산화탄소로부터 형성된 약산입니다.

# CO_2 (g) + H_2O (l) 오른쪽 둘레 H_2CO_3 (aq) #

약산이므로 물에서 부분적으로 해리되며 해리 상수가 있으며, # K_a #, 의 # 4.3 번 10 ^ -7 # 이 표에 따르면. 실제로 탄산은 이성 분이 며 두 번 해리 될 수 있음을 의미하므로 두 번째 # K_a # 두 번째 해리 값: # K_a = 4.8 배 10 ^ -11 #. 어느 것이 또한에 기여할 것인가? # pH #. (비록 첫 해리보다 작은 정도 임에도 불구하고)

다음과 같은 해리 방정식을 설정할 수 있습니다. # K_a # 첫 번째 해리의:

# K_a = (H_3O ^ + 번 HCO_3 ^ (-)) / (H_2CO_3) #

이제, 탄산의 농도에 대한 값을 # K_a # 값.

# 4.3 배 10 ^ -7 = (H_3O ^ + 번 HCO_3 ^ (-)) / (5.0 곱하기 10 ^ -2) #

# 2.15 번 10 ^ -8 = (H_3O ^ + 번 HCO_3 ^ (-)) #

이제 우리는 # H_3O ^ + = HCO_3 ^ (-) # 솔루션에서 1: 1 비율로 존재하기 때문입니다. 이렇게하면 표현식에서 제곱근을 제거 할 수 있습니다. # (H_3O ^ + 회 HCO_3 ^ (-)) # 각각의 농도를 찾으려면:

#sqrt (2.15 times 10 ^ -8) approx (1.47 times 10 ^ -4) = (H_3O ^ + = HCO_3 ^ (-)) #

이제 두 번째 해리에서 # HCO_3 ^ (-) # 이온은 산으로 작용할 것이고, 따라서 첫 번째 해리에서 발견 된이 종의 농도는 새로운 해에서 분모의 가치가 될 것입니다 # K_a # 표현:

# K_a = (H_3O ^ + 번 CO_3 ^ (2 -)) / (HCO_3 ^ -) #

# 4.8 배 10 ^ -11 = (H_3O ^ + 번 CO_3 ^ (2 -)) / (1.47 배 10 ^ -4) #

#approx 7.04 times 10 ^ -15 = H_3O ^ + 회 CO_3 ^ (2 -) #

#sqrt (7.04 곱하기 10 ^ -15) 약 8.39 곱하기 10 ^ -8 = H_3O ^ + = CO_3 ^ (2 -) #

따라서 옥소 늄 이온의 농도, # H_3O ^ + #, # pH #, 대략입니다 # (1.47 곱하기 10 ^ -4) + (8.39 곱하기 10 ^ -8) 약 1.47 곱하기 10 ^ -4 #.

즉, 두 번째 해리가 너무 작아서 무시할 수있는 것으로 간주 될 수 있습니다. 그러나 철저하게 해 봅시다.

이제 방정식을 사용하여 # pH # 우리는 # pH # 이 솔루션의.

# pH = -log H_3O ^ + #

# pH = -log 1.47 배 10 ^ -4 #

#pH 약 3.83 #