Răspuns: Propunere!
Calcule pentru pH-ul soluției de CH₃COOH, 0,2 M , Ka=0,158.10⁻⁴
1) Vă propun următorul algoritm, plecând de la tabloul concentrațiilor molare existente la momentul stabilirii echilibrului chimic, în disocierea acidului acetic.
1.1)Considerăm V soluție=1L , deci avem 0,2moli de CH₃COOH (din CM)
Reactia chimică: stoechiometria
1mol prin disociere formează: 1mol 1mol
CH₃COOH aq = H⁺aq + CH₃COO⁻
n moli intrați
0,2 0 0
n moli disociat n moli de ioni formați
X X X
n moli care există la momentul stabilirii echilibrului chimic:
0,2-X X X
CM ale acestor specii chimice, dacă Vs =1L
0,2-X X X
1.2) Introducem aceste valori de CM în Ka și rezolvăm ecuația de gradul 2:
0,158.10⁻⁴ = X²/ 0,2-X; X² -0,158.10⁻⁴X +0,032.10⁻⁴
X1,X2 = 0,158 .10⁻⁴ (+-)√(0,158.10⁻⁴)² -4.0,032.10⁻⁴
X1,X2= 0,158 .10⁻⁴ (+-) 0,178.10⁻²,
X1= 0,00179 M
0,158².10⁻⁸ este foarte mic și se poate neglija, considerând 0.
1.3) Concentrația în ioni hidroniu,din disocierea acidului acetic este =
X = 0,00179 M
1.4) pH = -lg CM H⁺aq = 2,745
R: aprox. pH =2,745
Este un pH mare, fiindcă acizii tari: HCl, H₂SO₄, HCLO₄, HNO₃ au un pH aproape de 0, pe scara de pH.
Am notat cu:
n=număr de moli.
H⁺aq = ion hidrogen hidratat, echivalent cu H₃O⁺.
Explicație:
În această problemă, referitoare la echilibru de transfer de protoni în soluție apoasă, se spune că:
s-a obținut o soluție de CH₃COOH, prin dizolvarea lui în apă; soluția are concentrația molară de 0,2M; constanta de aciditate, Ka (determinată experimental și trecută în tabele) a acidului acetic în această soluție apoasă 0,2 M este Ka=10⁻⁴,⁸, care este 0,158.10⁻⁴ (prin calcul). Constanta de aciditate este o măsură a tăriei acidului, adică ne spune dacă acidul disociază (ionizează) în ioni, total sau parțial , când se stabiliște un echilibru chimic. Acidul acetic, are Ka mic ∠∠0, rezultă că el ionizează parțial, printr-o reacție reversibilă. La momentul satbilirii echilibrului chimic, în soluția apoasă, pe lângă ionii proveniți de la disocierea apei (Kw=10⁻⁴( mol/L)², există ionii proveniți din disocierea acidului, alături de molecule de acid neionizate și molecule de apă neionizate.
CH₃COOH aq = H⁺aq + CH₃ COO⁻
1mol 1mol = 1mol
Ka= C M H⁺ . C M CH₃COO⁻ / C M CH₃COOH
CM sunt concentrații molare ale speciilor la momentul stabilirii echilibrului chimic.
Necunoscuta în problemă este pH-ul soluției 0,2 M de acid acetic și care se află din concentrația ionilor de H⁺aq, din Ka.
O altă variantă de calcul, pe care n-o sugerez, este relația dintre CM H⁺aq, CM inițială acid slab și Ka:
C M H⁺aq = radical din produsul CM inițială acid. Ka
Nu apar erori de calcul, când se aplică la soluții apose de acizi slabi, Ka este mai mic de 10⁻⁵.
