Общий ионный эффект

Уксусная кислота слабая кислота, и частично диссоциирует в растворе с образованием ионов гидроксония и ацетата, тогда как ее соль, ацетат натрия, полностью диссоциирует с образованием ионов натрия и ацетата. И уксусная кислота, и ацетат натрия имеют общий ацетат-ион. Когда ацетат натрия добавляется к раствору уксусной кислоты, это увеличивает общую концентрацию ацетат-ионов и нарушает равновесие.

Чтобы уравновесить это изменение, равновесие смещается влево и приводит к образованию уксусной кислоты до тех пор, пока равновесие не восстановится. В этом случае присутствие общего иона приводит к уменьшению диссоциации соединения. Это явление известно как эффект общего иона.

Эффект общего иона можно объяснить с помощью принципа Ле Шателье, который гласит, что изменение концентрации исходных веществ или продуктов реакции в состоянии равновесия заставит систему сместиться в направлении, которое уравновешивает это изменение. pH у 0, 050 М раствора аммиака составляет 10, 97. Если в раствор добавляют 0, 040 моль хлорида аммония, новый pH может быть определен с использованием константы диссоциации основания аммиака и таблицы концентраций.

Хлорид аммония полностью ионизируется с образованием 0, 040 моль ионов аммония и хлорида. Поскольку ионы хлора являются pH-нейтральными, их можно игнорировать. Аммиак частично диссоциирует с образованием ионов аммония и гидроксида.

Kb для этой реакции составляет 1, 76 10⁻⁵ и равна концентрации аммония, умноженной на концентрацию гидроксида, деленную на концентрацию аммиака. Значения начальной, измененной и равновесной концентраций заносятся в таблицу концентраций, а изменения концентрации обозначаются x. Из-за небольшого значения x 0, 050 минус x примерно равно 0, 050, а 0, 040 плюс x примерно равно 0, 040, что можно проверить позже с помощью правила 5%Подставляя эти значения в выражение для Kb, x равно 2, 2 10⁻⁵ моль.

Приближение верно, поскольку концентрация гидроксида составляет менее 5%от 0, 040 моль. pOH и pH раствора могут быть рассчитаны по стандартным уравнениям и равны 4, 66 и 9, 34 соответственно. Следовательно, присутствие общего иона, иона аммония, вызывает снижение диссоциации аммиака и, таким образом, снижает pH раствора с 10, 97 до 9, 34.