1。反応を理解する
アンモニア(弱い塩基)と塩酸(強酸)の反応は次のとおりです。
nh₃(aq) + hcl(aq)→nh₄⁺(aq) +cl⁻(aq)
同等のポイントでは、すべてのアンモニア(NH₃)が塩酸(HCl)と反応してアンモニウムイオン(NH₄⁺)を形成しました。
2。 nh₃のモルを計算します
*nh₃=のモル=(nh₃溶液の体積) *(nh₃の濃度)
*nh₃=(30.0 ml) *(0.030 mol/l)=0.90 mmol(覚えておいて、1 ml =0.001 l)のモル
3。 Hcl のモルを計算します
* 36 mLのHClが追加されると、等価点に達するため、HClのモルがNHHのモルに等しいことがわかっています。
* hclのモル=nh₃=0.90 mmolのモル
4。 nh₄⁺の濃度を計算します
*等価ポイントの体積は、NH₃の初期体積と追加されたHClの体積です:30.0 ml + 36.0 ml =66.0 ml
*nh₄⁺=(nh₄⁺のモル) /(総量)の濃度
*nh₄⁺=(0.90 mmol) /(66.0 ml)=0.0136 mの濃度
5。 pH を計算します
nh₄⁺は弱い塩基(nh₃)の共役酸であるため、水中で加水分解します。
nh₄⁺(aq) +h₂o(l)⇌nh₃(aq) +h₃o⁺(aq)
pHを計算するには、nh₄⁺のkaが必要です。 KB ofNH₃(KB =1.8 x10⁻⁵)と関係を使用して計算できます。
ka * kb =kw =1.0 x10⁻¹⁴
ka =kw / kb =(1.0 x10⁻¹⁴) /(1.8 x10⁻⁵)=5.56 x10⁻¹⁰
これで、氷のテーブルを使用して、ハイドロニウムイオン濃度([h₃o⁺])を解くことができ、pHを計算できます。
| | nh₄⁺| H₂O| nh₃| h₃o⁺|
| ---------- | ---------- | ----------- | ----------- | ------------ |
|初期| 0.0136 m | - | 0 | 0 |
|変更| -x | - | +x | +x |
|平衡| 0.0136-x | - | x | x |
ka =[nh₃] [h₃o⁺] / [nh₄⁺] =(x)(x) /(0.0136 -x)
KAは非常に小さいため、0.0136 -x≈0.0136を概算できます。
5.56 x10⁻¹⁰=x² / 0.0136
x²=7.56 x10⁻¹²
x =[h₃o⁺] =8.69 x10⁻⁶m
最後に、pHを計算します。
ph =-log [h₃o⁺] =-log(8.69 x10⁻⁶)= 5.06
したがって、等価ポイントのpHは約5.06です。