Weak acids, buffers and titration decisions
مُقدَّم| English | المعنى |
|---|---|
| dissociation | تفكك |
| buffer/ˈbʌfə/ | محلول منظم |
| conjugate base/ˈkɒndʒuːɡeɪt beɪs/ | قاعدة مرافقة |
| equivalence/ɪˈkwɪvələns/ | نقطة التكافؤ |
أي نموذج للـpH ينطبق؟
- حمض ضعيف وحمض قوي بنفس التركيز لا يشتركان بالضرورة في نفس الـpH. القوة تتعلق بالتفكك، وليس بكمية المذاب.
- حدد أنواع الحمض/القاعدة وأي تعادل سابق قبل اختيار الصيغة.
استخدم تقريب الحمض الضعيف
- بالنسبة لـHA، $K_a=[H^+][A^-]/[HA]$. مع التفكك الصغير وإهمال مساهمة الماء، $[H^+]\approx\sqrt{K_ac}$.
- بالنسبة لـ$K_a=1.80\times10^{-5}\,\dfrac{\mathrm{mol}}{\mathrm{dm}^3}$ و$c=0.100\,\dfrac{\mathrm{mol}}{\mathrm{dm}^3}$، $[H^+]\approx0.00134\,\dfrac{\mathrm{mol}}{\mathrm{dm}^3}$ وpH ≈ 2.87. التفكك هو $(0.00134/0.100)\times100=1.34\%$، مما يدعم التقريب.
A dilute monoprotic strong acid has [H⁺] = 0.0100 in moles per cubic decimetre. Find pH.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
pH = −log₁₀(0.0100) = 2.00.
محاليل التخميد تتفاعل مع الكاشف المضاف
- يحتوي محلول التخميد على حمض ضعيف HA وقاعدة مرافقة A⁻ بكميات كبيرة. يستهلك H⁺ المضاف A⁻؛ ويستهلك OH⁻ المضاف HA.
- تفاعل أولاً عدد المولات. إضافة 0.00400 مول من OH⁻ إلى 0.0100 مول من HA يترك 0.00600 مول من HA ويكوّن 0.00400 مول من A⁻.
عند 298 كلفن، يعطي $[OH^-]=0.0100\,\dfrac{\mathrm{mol}}{\mathrm{dm}^3}$ $[H^+]=K_w/[OH^-]=10^{-12}\,\dfrac{\mathrm{mol}}{\mathrm{dm}^3}$، لذا pH = 12.00 باستخدام $K_w=10^{-14}\,\dfrac{\mathrm{mol}^2}{\mathrm{dm}^6}$.
0.0100 mol HA receives 0.00300 mol OH⁻. What is the remaining HA:A⁻ ratio?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Neutralisation consumes 0.00300 mol HA and forms that amount of A⁻, leaving 0.00700 mol HA.
The conjugate base component of an acid buffer consumes added _____ ions.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
A⁻ + H⁺ → HA consumes added hydrogen ions.
استخدم النسبة المتبقية
- بالنسبة لمحلول التخميد، $[H^+]\approx K_a[HA]/[A^-]$. يلغي الحجم النهائي المشترك عند استخدام نسبة المولات المتبقية.
- مع $K_a=1.80\times10^{-5}\,\dfrac{\mathrm{mol}}{\mathrm{dm}^3}$ ونسبة HA:A⁻ = 6:4، $[H^+]=2.70\times10^{-5}\,\dfrac{\mathrm{mol}}{\mathrm{dm}^3}$ وpH = 4.57. يجب أن يبقى كلا المكونين.
اقرأ المنحنى قبل اختيار المؤشر
- عند نصف التعادل للحمض الضعيف بواسطة قاعدة قوية، يكون pH = pKa. عند نقطة التكافؤ، تطابق الكميات المتفاعلة المعادلة الموزونة؛ ولا يجب أن يكون pH = 7 بالضرورة.
- يجب أن يقع انتقال المؤشر ضمن الجزء الحاد للمنحنى. بعد نقطة التكافؤ، يتحكم الكاشف القوي الزائد في الـpH وتُفشل صيغة الحمض-محلول التخميد.
"الحامض الضعيف يكون دائماً مخففاً" عبارة خاطئة. التركيز ودرجة التفكك يصفان خصائص مختلفة.
أجرِ الحسابات الستوكيومترية قبل التوازن. تحقق مما إذا كانت الصيغة المقترحة لا تزال تحتوي على الأنواع التي تتطلبها.
Every acid–base equivalence point must have pH 7.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Weak-acid/strong-base equivalence is above 7 at 298 K; strong-acid/weak-base is below 7.
Which two conditions justify an indicator choice?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
The endpoint must respond to a small addition near equivalence. Starting pH does not determine a suitable transition.