¿Cuál es el pH de una solución que es 5.0 × 10 2 M en H2CO3?

Responder:

Vea abajo:

Advertencia: ¡Respuesta larga!

Explicación:

# H_2CO_3 #, o ácido carbónico, es un ácido débil formado por el dióxido de carbono que reacciona con el agua.

# CO_2 (g) + H_2O (l) rightleftharpoons H_2CO_3 (aq) #

Al ser un ácido débil, solo se disociará parcialmente en agua y tiene una constante de disociación, # K_a #de # 4.3 veces 10 ^ -7 # Según esta tabla. Realmente, el ácido carbónico es diprótico, lo que significa que puede disociarse dos veces, por lo que tenemos un segundo # K_a # Valor para la segunda disociación: # K_a = 4.8 veces 10 ^ -11 #. Lo que también contribuirá a la # pH #. (aunque en menor medida que la primera disociación)

Vamos a configurar la ecuación de disociación para # K_a # de la primera disociación:

# K_a = (H_3O ^ + veces HCO_3 ^ (-)) / (H_2CO_3) #

Ahora, conectemos nuestros valores para la concentración del ácido carbónico, junto con el # K_a # valor.

# 4.3 veces 10 ^ -7 = (H_3O ^ + veces HCO_3 ^ (-)) / (5.0 veces 10 ^ -2) #

# 2.15 veces 10 ^ -8 = (H_3O ^ + veces HCO_3 ^ (-)) #

Ahora, podemos asumir que # H_3O ^ + = HCO_3 ^ (-) # como existen en una proporción de 1: 1 en la solución. Esto permite sacar la raíz cuadrada de la expresión. # (H_3O ^ + veces HCO_3 ^ (-)) # Para encontrar las respectivas concentraciones:

#sqrt (2.15 veces 10 ^ -8) aprox (1.47 veces 10 ^ -4) = (H_3O ^ + = HCO_3 ^ (-)) #

Ahora, en la segunda disociación, la # HCO_3 ^ (-) # El ión actuará como el ácido, y por lo tanto la concentración de esta especie, que encontramos en la primera disociación, será el valor del denominador en el nuevo # K_a # expresión:

# K_a = (H_3O ^ + veces CO_3 ^ (2 -)) / (HCO_3 ^ -) #

# 4.8 veces 10 ^ -11 = (H_3O ^ + veces CO_3 ^ (2 -)) / (1.47 veces 10 ^ -4) #

#approx 7.04 veces 10 ^ -15 = H_3O ^ + veces CO_3 ^ (2 -) #

#sqrt (7.04 veces 10 ^ -15) aprox. 8.39 veces 10 ^ -8 = H_3O ^ + = CO_3 ^ (2 -) #

Así que la concentración de iones de oxonio, # H_3O ^ + #, que determinan la # pH #, es aproximadamente # (1.47 veces 10 ^ -4) + (8.39 veces 10 ^ -8) aprox. 1.47 veces 10 ^ -4 #.

En otras palabras, la segunda disociación era tan pequeña que podría haber sido considerada despreciable, pero seamos cuidadosos.

Ahora, usando la ecuación para encontrar # pH # podemos calcular el # pH # de esta solucion

# pH = -log H_3O ^ + #

# pH = -log 1.47 veces 10 ^ -4 #

#pH aproximadamente 3.83 #

Supongamos que trabaja en un laboratorio y necesita una solución ácida al 15% para realizar una determinada prueba, pero su proveedor solo envía una solución al 10% y una solución al 30%. ¿Necesitas 10 litros de la solución ácida al 15%?

Resolvamos esto diciendo que la cantidad de solución al 10% es x Luego, la solución al 30% será 10 x La solución deseada al 15% contiene 0,15 * 10 = 1.5 de ácido. La solución al 10% proporcionará 0.10 * x Y la solución al 30% proporcionará 0.30 * (10-x) Entonces: 0.10x + 0.30 (10-x) = 1.5-> 0.10x + 3-0.30x = 1.5-> 3 -0.20x = 1.5-> 1.5 = 0.20x-> x = 7.5 Necesitará 7.5 L de la solución al 10% y 2.5 L del 30%. Nota: Puedes hacerlo de otra manera. Entre el 10% y el 30% es una diferencia de 20. Debe aumentar del 10% al 15%. Esta es una diferencia de 5. Entonces,

Para realizar un experimento científico, los estudiantes necesitan mezclar 90 ml de una solución ácida al 3%. Disponen de una solución al 1% y al 10%. ¿Cuántos ml de la solución al 1% y de la solución al 10% deben combinarse para producir 90 ml de la solución al 3%?

Puedes hacer esto con ratios. La diferencia entre el 1% y el 10% es 9. Debe aumentar del 1% al 3%, una diferencia de 2. Luego, 2/9 de las cosas más fuertes deben estar presentes, o en este caso 20 ml (y de Por supuesto 70mL de las cosas más débiles).

Virginia y Campbell tenían 100 kilogramos de una solución de glicol al 20%. ¿Cuánto de una solución de glicol al 40% debe agregarse para obtener una solución que sea de glicol al 35%?

33 1/3 kgm Supongamos que necesitamos agregar color (rojo) (x) kgm de color (rojo) (40%) glicol al color (azul) (100) kgm de color (azul) (20%) solución de glicol la masa resultante sería color (verde) ((100 + x)) kgm (a una concentración de color (verde) (25%)) color (azul) (20% xx 100) + color (rojo) (40% xx x ) = color (verde) (25% xx (100 + x)) rArrcolor (blanco) ("XX") color (azul) (20) + color (rojo) (2 / 5x) = color (verde) (25+) 1 / 4x) rArrcolor (blanco) ("XX") (color (rojo) (2/5) -color (verde) (1/4)) x = color (verde) (25) -color (azul) (20) ) rArrcolor (blanco) ("XX"