3.2 สมดุลแบบต่างๆ
60
สมดุลแบบต่าง ๆ
-
Upload
pipat-chooto -
Category
Education
-
view
308 -
download
6
Transcript of 3.2 สมดุลแบบต่างๆ
สมดุลแบบต่าง ๆ
ร ูปแบบต่างๆของสมดุลในนำ้า
• สารละลายอเิลคโตรไลท์ แก่-ออ่น• กรดและเบส บรอนสเตด• การแตกตัวด ้วยต ัวเอง ตัวท ำาละลาย
Autoprotolysis2H2O H3O+ + -OHH2O CH3OH C2H5OH CH3COOH H2SO4
ความแรงของกรดและเบส HCI HBr HNO3 HCIO4
Differentiating solvent CH3COOH CH3COOH2
+
Leveling Solvent H2O H3O+
สมดลุ สภาวะสมดลุ
ค ่าคงที่สมดลุ
สมดลุท ี่ส ำาค ัญ• การแตกตัวของนำ้า Kw• สมดุลของการละลาย Ksp• สมดุลกรดเบส Ka Kb
• การเก ิดสารเซ ิงซ ้อน Kf• รดีอกซ์ -• การกระจายตัวใน Kd immiscible Solvent
การแตกตัวของนำ้า
ต้องทราบว ิธ ีค ำานวนในกรณีกรด/ เบส ม ีความเข ้มข ้นน้อย[ H3O+ ]รวม= [ H3O+ ] กรด+[ H3O+ ] นำ้า
= CA + Kw / [ H3O+ ]รวม
การละลาย• หาค่าการละลาย
และ Ksp• Common ion• การผสมสาร 2 ชนิดแล ้วเก ิดตะกอน• limiting reagent
กรดเบส• กรดเบสคอนจุเกต
• KaKb = Kw
สมการทั่วไป:[ H3O+ ]รวม=[ H3O+ ]
กรด+[ H3O+ ]นำ้ากรดแก่: [ H3O+ ] = cA
กรดแก่เจือจางมาก :[ H3O+ ]รวม= cA + Kw/[ H3O+ ] รวม
[ H3O+ ]รวม=[ H3O+ ]กรด+[ H3O+ ]นำ้า [ H3O+ ]รวม=[ H3O+ ]กรด+[ -OH ]นำ้า[ H3O+ ]รวม=[ H3O+ ]กรด+Kw/[ H3O+ ] รวม
กรด HA +H2O H3O+ + A-
Ka = [H3O+][A-] [HA][A-] =[H3O+]
cHA = [A-] +[HA][HA] = cHA -[H3O+]Ka =[H3O+]2
cHA -[H3O+]
[H3O+] << cHA Ka = [H3O+]2
cHA[ ] aHAKcOH =+3
สมการรปูง่ายเงื่อนไขเดียวกันสำาหรับเบสอ่อน
1000≥a
HA
K
c
•การคำานวณกรดอ่อนเบสอ่อนธรรมดา• การคำานวณเกลือ( คอนจุเกต a & b)
KaKb = Kw
ค่าคงที่สมดลุเป็นขัน้ตอน พบใน
1. การเกิดสารเชิงซ้อน2. Polyprotic systems
Cu2+ + NH3 [Cu(NH3)]2+
[Cu(NH3)]2+ + NH3 [Cu(NH3)2]2+
43214
&
KKKK
K
f =ββ
ตย. การละลาย ผสม 25.00 ml
0.0640 M AgNO3 และ 20.00 ml 0.0250 M NaBr หาspecies molarity ของ Ag+ และ Br- Ksp AgBr = 5.25x10-13
mmol Ag NO3 = 25.00x0.0640 = 1.6mmol NaBr = 20.00x0.0250 = 0.5[Ag+] =1.6 - 0.5 = 0.0244 M 45
[Br-] = Ksp [Ag+] = 5.25x10-13
0.0244= 2.15x10-11 M
ตย. Ba(IO3)2 (fw = 487) จะละลาย
ไดก้ี่กรมัในนำ้า500 ml ที่ 25 ๐C
Ksp Ba(IO3)2 = 1.57x10-9
Ba(IO3)2(s) Ba2+ + 2IO3-
x 2x
[Ba2+] [IO3-]2 = 1.57x10-9
[IO3-] = 2[Ba2+]
[Ba2+](2 [Ba2+])2 = 1.57x10-9
x 2x
[Ba2+] = (1.57x10-9)1/3
4 =7.32x10-4 M
s = 7.32x10-4 x 500 x 0.487 mL mfw
= 0.178 g L fw
AX A++ X- A2X 2A++X2-
2y y[A+][ X-] = Ksp [A+]2 [X2-] = Ksp[A+]2 = Ksp [ 2y]2[y] = Ksp
[A+] = s = 4/3KspyKsp =
4y3 = Ksp
Ba(IO3)2(s) Ba2+
(aq)+2IO3-(aq)
ตย.คำานวณการละลาย ของ Ba(IO3)2 ใน
สารละลายที่ไดจ้ากการ ผสม 200 mL
0.0100 M Ba(NO3)2 และ100 mL 0.100 M NaIO3
Ba2+(aq)+2IO3-(aq)
Ba(IO3)2 (s)
* สารกำาหนดปริมาณ limiting reagent# mmol Ba2+ = 200x0.0100 = 2.00 IO3
- 4 mol# mmol IO3
- = 100x0.100 = 10.0 Ba2+ 5 mol* สารกำาหนดปริมาณคือ Ba2+
excess IO3- = 10.0 - 2 (2.00)
= 6.0[IO3
- ] = 6.00 = 0.0200 M 300 V รวม*
[IO3- ] รวม =
[IO3- ] excess
+ [IO3- ]การละลาย
[IO3- ] จากการละลาย
[IO3- ] = 0.0200 + 2[Ba2+]
= 0.0200 M
[Ba2+] = s =Ksp [IO3
- ]2
=1.57x10-9
(0.0200)2
=3.93x10-6 mol/L
ตย. คำานวณ[H3O+] ใน0.120 M HNO2
HNO2+H2OH3O++NO2
- Ka = 5.1 x 10-4
cH+ > 1000Ka [H3O+][NO2
-] = Ka [HNO2]
[H3O+] = [NO2-]
[HNO2] = 0.120 -[H3O+]
[H3O+]2 = 5.1x10-4
0.120-[H3O+]
[ ]
a
acbbx
cbxax
OHOHOH
OH
2
4
0
108.7
101.5120.0
2
2
32
3
43
−±−=
=++
+⇔×=
××=
−+
−
−+
ตย. คำานวณ[H3O+] ใน 2.0x10-4 M C6H5NH3C1(aniline hydrochloride)
anilinium cation C6H5NH3
+ +H2O C6H5NH2 + H3O+ Ka = Kw/Kb
C6H5NH2+ H2O C6H5NH3
+ + -OH Kb = Kw/Ka
[C6H5NH3+] =
2.0x10-4 -[H3O+] cHA/Ka <1000
[H3O+]2 = 2.54x10-5
2.0x10-4
[H3O+] = 7.1x10-5
ไม่ได้!
[H3O+]2 2.0x10-4 -[H3O+]= 2.54x10-5
[ H3O+]2 + 2.54x10-5[H3O+] -5.08x10-9 = 0 [H3O+] = 6.0x10-5
ตย. แอคตวิติี้(Harris p.lll) หาความเข้มขน้
ของ Ca2+ ใน0.0125 M MgSO4 ซึ่งอิ่ม
ตัวดว้ย CaF2
CaF2(s) Ca2++2F-
Ksp = 3.9x10-11
[ ] [ ]( )
0500.0
20125.020125.02
1 22
222
2
2
2
=
×+×=
=
=
−+
−+
−+
µ
fCa
FCasp
fFfCa
aaK
จากตาราง fCa2+ = 0.485 f F- = 0.813.9x10-11=(x)(0.485)(2x)2(0.81)2
x = 3.1x10-
4 MHW: หาเมื่อคิดทกุตัว
µ
ตัวอย่าง Calculate the hydroxide ion concentration of a 0.0750 M NH3 solution. The predominant equilibrium is NH3+H2O NH4
+ + OH-
[ ][ ][ ]
5
10
14
3
4
1075.1
1070.5
1000.1
−
−
−
−+
×=××=
=NH
OHNHKb
[ ] [ ][ ] [ ]
[ ] [ ]OHNH
M
cNHNH
OHNH
NH
−
+
−+
−==
=+
=
0750.0
0750.0
3
34
4
3
[ ][ ]
[ ][ ] 3
522
52
2
1015.1
1075.11050.7
1075.11050.7
−−
−−−
−−−
−
×=×××≈
×=−×
OH
OH
OH
OH
ตัวอย่าง Calculate the hydroxide ion concentration in a 0.0100 M sodium hypochlo- rite solution. The equilibrium between OCl- and water is OCl- + H2O HOCl + -OH
[ ] [ ][ ]
7
8
14
8
1033.3
100.3
1000.1
100.3
−
−
−
−
−
−
×=
××==
×=
=
a
wb
b
K
KK
OCl
OHHOClK
[ ] [ ][ ] [ ][ ] [ ]0100.0
0100.0
0100.0
≈−==+
=
−−
−
−
OHOCl
HOClOCl
HOClOH
[ ][ ]
[ ] 5
7
2
108.5
1033.30100.0
0100.0
−−
−−
−
×=
×=
⟨⟨
OH
OH
OH
