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15.11:

염용액의 pH 계산

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Determining the pH of Salt Solutions

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염용액은 산성, 염기성 또는 중성일 수 있습니다. 개별 이온들을 검사하여 용액의 pH가 7 이하인지, 이상인지 또는 같은 지를 확인할 수 있습니다. pH 중성 양이온 및 음이온이 함유된 염은 중성 용액을 생성합니다.이 염은 강산과 강염기의 상대이온으로 구성되어 있습니다. 순수한 질산칼륨 수용액은 칼륨과 질산염 모두 산성 또는 염기성 성질을 가지고 있지 않기 때문에 pH가 7일것입니다. 약염기의 상대이온인 양이온과 강산의 상대이온인 음이온이 포함된 염은 pH가 7보다 작습니다.브롬화 암모늄 용액에서 브롬화 이온은 pH가 중성인 반면 암모늄 이온은 산성이며 물 분자에 양성자를 기증합니다. 강염기의 대상이온인 양이온과 약산의 대상이온인 음이온이 포함된 염은 pH가 7보다 큽니다. 아세트산 나트륨 용액에서 나트륨 이온은 pH가 중성인 반면 아세테이트 이온은 염기성이고 물 분자로부터 양성자를 받아들입니다.일부 염에는 각각 약산과 약염기의 대상이온인 양이온과 음이온이 들어 있습니다. 용액은 양이온의 Ka가 음이온의 Kb보다 크면 산성이고 음이온의 Kb가 양이온의 Ka보다 크면 염기성이며 Ka와 Kb가 같으면 중성입니다. 아질산암모늄 용액에서 암모늄의 Ka는 아질산 이온의 Kb보다 크기 때문에 산성이 됩니다.산성 또는 염기성 이온을 포함하는 염 용액의 정확한 pH는 해당 이온의 짝산 또는 짝염기에 대한 해리 상수를 사용하여 결정할 수 있습니다. 0.35M 시안화 나트륨의 pH는 짝산인 시안화 수소산의 Ka에서 시안화물의 kb를 계산하고 ICE 표를 설정하여 평형 농도를 결정함으로써 계산할 수 있습니다. 나트륨 양이온은 물과 반응하지 않으므로 pH에 영향을 주지 않으며 따라서 무시할 수 있습니다.이와 대조적으로 시안화 이온은 물 분자로부터 양자를 받아들여 수산화 이온을 생성합니다. 시안화 이온의 Kb는 Ka x Kb Kw라는 방정식을 사용하여 결정할 수 있습니다. 시안화 수소산의 Ka는 4.90 10⁻¹⁰이므로 시안화 이온의 Kb는 2.04 10⁻⁵입니다.Kb는 시안화 수소산 농도와 수산화물 이온 농도를 곱하고 시안화 이온의 농도로 나눈 값과 같습니다. ICE 표를 구성하여 초기 농도 및 평형 농도를 표현할 수 있습니다. 평형 농도 값을 식에 대입하면 Kb는 x 곱하기 x를 0.35로 나눈 값으로 나중에 5 퍼센트 규칙으로 확인할 수 있습니다.방정식을 풀면 x는 2.7 10⁻³ 몰과 같습니다. x는 0.35M의 0.77 퍼센트에 불과하므로 근사치 0.35 빼기 x는 0.35와 같습니다. 용액의 pOH는 2.7 10⁻³ 몰의 음의 로그를 취하여 계산할 수 있으며 값은 2.57입니다.용액의 pH는 방정식 pH pOH 14을 사용하여 결정할 수 있으며 따라서 이 시안화 나트륨 용액의 pH는 11.43입니다.

15.11:

염용액의 pH 계산

염액의 pH는 성분 인 음이온 및 양이온에 의해 결정됩니다. pH 중립 음이온과 하이드로늄 이온 생성 양이온을 포함하는 염은 7 미만의 pH를 가진 용액을 형성한다. 예를 들어, 질산암모늄(NH4NO3)용액에서 NO3-이온은 물과 반응하지 않는 반면NH4+ 이온은 산성 용액의 결과로 하이드로늄 이온을 생성한다.  대조적으로, pH 중성 양이온 및 수산화 이온 생성 이온 생성 이온 생성 이온을 포함하는 염은 7보다 큰 pH를 가진 용액을 형성한다. 예를 들어, 나트륨 불소(NaF) 용액에서 Na+는 pH 중립이지만F는 수산화 이온을 생성하고 기본 용액을 형성합니다. 강한 산 또는 염기의 반소는 pH 중립및 이러한 반소에 의해 형성된 염은 7와 동등한 pH를 가진 중성 용액을 형성한다. 예를 들어 KBr에서는 K+ 양이온이 불활성이며 pH에 영향을 주지 않습니다. 브로마이드 이온은 강한 산의 컨쥬게이트 베이스이므로 무시할 수 있는 기저강도(점성기 이온화 없음)입니다. 솔루션은 중립적입니다.

일부 염은 산성 양이온과 기본 윤기 모두를 포함합니다. 용액의 전체 산도 또는 기본성은KaKb를사용하여 비교할 수 있는 양이온 및 애니메이션의 상대강도에 의해 결정된다. 예를 들어, NH4F에서, NH4+ 이온은 산성 및 F 이온은 기본 (약한 산성 HF의 컨쥬게이트 베이스)이다. 두 이온화 상수를 비교 : NH4+의 K는 5.6 × 10-10F의 Kb 1.6 × 10-11입니다,그래서 솔루션은 Ka > Kb 이후산성입니다.

산성 염액의 pH 계산

애니라인은 염료를 제조하는 데 사용되는 아민입니다. 염화항염으로 분리되고, 【C6H5NH3+Cl】, 약한 염기 의 반응에 의해 제조된 염분 및 염산. 염화 염화물 아닐리늄의 0.233 M 용액의 pH는 무엇입니까?

Eq1

아닐리늄 이온용 KA는 K b로부터 컨쥬게이트 베이스, 애니라인으로부터 유래된다.

Eq2

제공된 정보를 사용하여 이 시스템의 ICE 테이블이 준비됩니다.

C6H5NH3+ (aq) H3O+ (aq) C6H5NH2 (aq)
초기 농도(M) 0.233 ~0 0
변경(M) x +x +x
평형 농도 (M) 0.233 – x

이러한 평형 농도 용어를 K로대체하면표현이

Eq3

x< 0.233을 가정하면 방정식이 단순화되고 x로 해결됩니다.

Eq4

Eq5

ICE 테이블은 x를 하이드로늄 이온 어모로 정의하므로 pH는

Eq6

[알(H2O)6]3+

알루미늄 염화물의 0.10 M 용액의 pH를 계산하여 용액에 수화 알루미늄 이온을 제공하기 위해 완전히 용해됩니다 [Al(H2O)6]3+ 용액.

반응 및 K a에 대한 방정식은 다음과 같습니다.

Eq7

제공된 정보가 있는 ICE 테이블은

알(H2O)63+ (aq) H3O+ (aq) 알(H2O)5(OH)2+ (aq)
초기 농도(M) 0.10 ~0 0
변경(M) -x +x +x
평형 농도 (M) 0.10 – x

이온화 상수 수율을 위한 방정식에 평형 농도에 대한 표현을 대체합니다.

Eq8

x<< 0.10을 가정하고 단순화된 방정식을 해결하면 다음이 됩니다.

Eq9

ICE 테이블은 x를 하이드로늄 이온 농도와 동일하게 정의하고, 따라서 pH는 2.92로 계산되고, 용액은 산성이다.

Eq10

이 텍스트는 Openstax, 화학 2e, 섹션 14.4: 소금의 가수 분해에서 적용됩니다.