pH - obliczenia

Ogólne forum chemiczne poruszające problemy chemii ogólnej, nieorganicznej i organicznej
annkon
Posty: 4
Rejestracja: 19 kwie 2016, o 12:21

pH - obliczenia

Post autor: annkon » 6 maja 2016, o 08:07

Dzień dobry,

Chciałabym prosić o zweryfikowanie czy mój tok rozumowania, jeśli chodzi o poniższe doświadczenie jest prawidłowy.

Badaliśmy pehametrem pH kwasu solnego i kwasu octowego. Oba kwasy miały takie same stężenia: 0,1 mol/dm3. pH HCl wyniosło 1,26, natomiast CH3COOH 3,02. Skąd taka różnica?

HCl jest mocnym elektrolitem, można przyjąć, że dysocjuje całkowicie. pH mocnego kwasu zawsze jest bardzo zbliżone do stężenia początkowego, stąd wartość 1,26 (czy jest taka zasada? czy to wystarczające wytłumaczenie otrzymanej wartości? czy ma zastosowanie także w przypadku mocnych zasad? pOH mocnej zasady zawsze będzie równe/zbliżone stężeniu początkowemu?). Można to uargumentować w ten sposób:
1 mol HCl - 1 mol H+
0,1 mol/dm3 - X (H+)
X= 0,1 mol/dm3 = 10^(-1) mol/dm3
pH = -log [10^(-1)] = 1

Jeśli natomiast chodzi o CH3COOH jest to elektrolit słaby. W odniesieniu do elektrolitów słabych i średniej mocy związek pomiędzy stężeniem, stopniem dysocjacji i stałą dysocjacji przedstawia prawo rozcieńczeń Ostwalda.
czy można przyjąć tutaj wzór α = pierwiastek K/c?
K = 1,8 · 10^-5, c = 0,1 mol/dm3, więc α wychodzi 0,013, czyli α=1,3%. zgadza się? czy to uzasadnia, iż jest to elektrolit słaby?
pK = -log K = 4,7 (tylko gdyby ktoś mi mógł wytłumaczyć co to jest pK i po co się je liczy?)
Znalazłam taki wzór na pH dla słabego kwasu: pH=0,5(pK - logC), co po podstawieniu (c = 0,1mol/dm3) daje pH = 2,9.
Czy takie obliczenia są w porządku?
Czy tę różnicę odnośnie pH pomiędzy pomiarem pehametrem a obliczeniami (0,12) wynika tylko z błędu pomiarowego?

Oba kwasy, pomimo że mają takie same stężenia, różnią się wartością pH. Zależna jest ona bowiem od stopnia dysocjacji kwasów. HCl jako mocny kwas dysocjuje całkowicie, natomiast kwas octowy jest kwasem słabym, dysocjuje częściowo, dostarcza więc do roztworu mniej kationów wodorowych niż kwas solny o tym samym stężeniu, więc jego pH jest wyższe.
Licząc pH słabego kwasu, uwzględniamy we wzorze jego stałą dysocjacji.

Czy taka argumentacja powinna być wystarczająca w pisaniu wniosków do przeprowadzonego doświadczenia? Czy coś powinnam dodać/pominąć?
Serdecznie dziękuję za pomoc w rozwianiu moich wszystkich (licznych) wątpliwości.

Jakub2833
Posty: 30
Rejestracja: 19 mar 2016, o 09:30

Re: pH - obliczenia

Post autor: Jakub2833 » 6 maja 2016, o 11:26

Myślę sobie tak:
Może pehametr nie działał za dobrze. Obiło mi się o uszy że jak się długo elektrody nie używa to trzeba ją jakoś moczyć czy robić inne cuda aby ładnie działała.
Myślę dalej: może roztwór kwasu solnego był stary? Bo kwas solny jest lotny i mógł sobie trochę wyfrunąć z roztworu i zmniejszyć stężenie.
Ale tak naprawdę to jest to poprawny wynik dla 0,1 molowego HCl. Jak?
Ano tak że jest to 0,1 molowy a nie 0,10 czy 0,100 molowy kwas. Jest różnica.
Jeżeli każą odważyć 1 gram substancji na wadze i waga waży do 4 miejsca po przecinku to nie masz ważyć 1,0000 grama substancji. Masz prawo zaokrąglić i ilość zer po przecinku mówi jak bardzo.
Jeśli ważysz 1 gram to masz prawo zaokrąglać do jedności tzn jeśli zważysz 1,3083 grama to jest 1 gram bo po zaokrągleniu do jedności daje 1 g. Dobrym wynikiem jest też 0,5095 bo po zaokrągleniu do jedności daje to 1 g. Różnica jest oczywiście znaczna i dlatego rozsądniej jest ważyć 1,0 grama bo to znaczy że możesz ważyć od 0,95 do 1,04 bo każdy wynik z tego zakresu może być zaokrąglony do 1,0.
Jeżeli był to roztwór pomocniczy tzn. o przybliżonym stężeniu to wynik jest poprawny bo:
stężenie 0,1 znaczy że jest to stężenie od 0,05 do 0,14.
pH dla roztworu o c=0,05 to 1,30 a dla c=0,14 to 0,85.
"Rozrzut to 0,45, znaczy całkiem dużo ale to pH mieści się w tym przedziale.
Dla kwasu 0,10 molowego taki rozrzut to tylko 0,04, a kwas 0,100 powinien dać wynik 1,00.
Cyfry znaczące.

Uproszczonego wzoru można używać gdy c/K400.

Argumentacja na moje dobra.

Co do pKa to logarytmy zamieniają mnożenie na dodawanie, dzielenie na odejmowanie itd.
pKa jest używane w wielu gotowych wzorach na pH i inne takie, a poza tym to zawsze łatwiej podać 4,7 niż 1,8* 10^-5.

pesel

Re: pH - obliczenia

Post autor: pesel » 6 maja 2016, o 12:11

Spróbuj policzyć dla 0.1M HCl aktywność jonów wodorowych, trochę Ci się wynik poprawi. Poza tym, pH-metr wskazuje na tyle dobrze na ile dobrze został skalibrowany. Masz niepewne bufory to i wynik pomiar jest niepewny.
annkon pisze:pH mocnego kwasu zawsze jest bardzo zbliżone do stężenia początkowego
Trochę to kolokwialnie napisane, mimo, że rozumiem o co chodzi to jednak trochę to nieprecyzyjne.

annkon
Posty: 4
Rejestracja: 19 kwie 2016, o 12:21

Re: pH - obliczenia

Post autor: annkon » 7 maja 2016, o 12:48

Dziękuję serdecznie za obie odpowiedzi, mają one dla mnie naprawdę dużą wartość merytoryczną i są niezwykle pomocne w moich zmaganiach z chemią.

ODPOWIEDZ
  • Podobne tematy
    Odpowiedzi
    Odsłony
    Ostatni post