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酢酸2.0mと酢酸を含む酢酸をpH 3.88で産生するバッファー溶液1.00 Lにどのような量のHClガスを加える必要がありますか?

この問題を解決する方法は次のとおりです。

1。概念を理解する

* バッファソリューション: バッファー溶液は、少量の酸または塩基が追加されると、pHの変化に抵抗します。それらは、弱酸とそのコンジュゲートベース(または弱い塩基とその共役酸)で構成されています。

* Henderson-Hasselbalch方程式: この方程式は、バッファー溶液のpHを弱酸のPKAに関連付け、酸の濃度とその共役塩基の比に関連付けます。

ph =pka + log([共役ベース]/[酸])

* HCl(塩酸): 緩衝液中の酢酸イオン(コンジュゲートベース)と反応する強酸が均衡をシフトし、pHを下げます。

2。情報を収集

* 酢酸のpka: 酢酸のPKAは4.74です。

* 望ましいpH: 3.88

* 初期濃度:

* [酢酸] =2.0 m

* [酢酸] =(これを理解する必要があります)

* バッファ体の体積: 1.00 l

3。計算を設定します

* 初期酢酸濃度を見つけてください:

*目的のpHとPKAを知っています。 Henderson-Hasselbalch方程式を使用して、酢酸と酢酸の比を見つけることができます。

* 3.88 =4.74 + log([酢酸]/[酢酸])

*比率を解く:[酢酸]/[酢酸] =0.138

* [酢酸] =2.0 m以来、[酢酸塩] =0.138 * 2.0 m =0.276 m

* 必要なHClのモルを計算します:

* HClと酢酸の反応は次のとおりです。

hcl + ch3coo--> ch3cooh + cl-

*追加されるHClのモルごとに、1モルの酢酸塩が消費され、1モルの酢酸が形成されます。

* 'x'が追加されたHClのモルを表します。

* HCLを追加した後:

* [酢酸] =2.0 m + x

* [酢酸] =0.276 m -x

*新しい濃度でヘンダーソンハッセルバルチ方程式を再度使用します。

3.88 =4.74 + log((0.276 -x)/(2.0 + x))

*「x」:x =0.153モルを解きます

4。 Hcl の質量を計算します

* HClのモル質量: 36.46 g/mol

* HClの質量: 0.153モル * 36.46 g/mol =5.58 g

回答: 5.58グラムを追加する必要があります 3.88のpHを達成するために、バッファー溶液へのHClガスの。

重要な注意: この計算では、理想的な条件を想定しています。実際には、HCLガスを安全かつ正確に溶液に直接追加することは非常に困難です。 既知の濃度でHClの標準ソリューションを使用して、目的のpHを達成する方がはるかに安全です。

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