ΧΗΜΕΙΑ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ Ομάδας Προσανατολισμού Θετικών Σπουδών Κεφ5 θεωρία ΟΞΕΑ -ΒΑΣΕΙΣ ΚΑΙ ΙΟΝΤΙΚΗ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ( Ρυθμιστικά Διαλύματα)

Δήμητρα Σπανού

υπό κατασκευή

Τι είναι τα Ρυθμιστικά Διαλύματα

Υπάρχουν διαλύματα που έχουν ρυθμιστεί ώστε  το PH παραμένει πρακτικά σταθερό εντός ορίων και αν προστεθεί κάποια ποσότητα ισχυρών οξέων ή βάσεων να υπάρχει μια πολύ μικρή μεταβολή στο PH , συνήθως αμεληταία.  Ακόμα μπορούν επίσης να αραιωθούν ή να συμπυκνωθούν χωρίς να μεταβληθεί αισθητά το PH τους. 

Τα διαλύματα αυτά αποτελούνται κυρίως από συζυγή ζεύγη  οξέος και βάσης και συνήθως περιέχουν ένα ασθενές οξύ και την συζυγή του βάση ή μια ασθενή βάση και το συζυγές οξύ αυτής.

 Διαφορετικά μπορούμε να πούμε πως περιέχουν ένα ασθενές οξύ και το ανιόν αυτού σε υδατικό διάλυμα (ΗΑ/Α-)

 

Πως παρασκευάζονται  τα  Ρυθμιστικά Διαλύματα

Υπάρχουν δυο τρόποι για να παρασκευάσουμε ένα ρυθμιστικό διάλυμα:

1. Να αναμείξουμε διάλυμα ασθενούς οξέος ή ασθενούς βάσης με διάλυμα αντίστοιχου άλατος (CH3COOH /CH3COONa ή ΝΗ3/ΝΗ4Cl)

2. Να κάνουμε μερική εξουδετέρωση ενός ασθενούς οξέος ή μιας ασθενούς βάσης με ισχυρή βάση ή ισχυρό οξύ

αντίστοιχα CH3COOH (περίσσεια) + NaOH

1.Παράδειγμα 1.(Ανάμειξη διάλύματος ασθενούς οξέος με διάλυμα αντίστοιχου άλατος)

Να υπολογιστεί το PH ρυθμιστικού διαλύματος το οποίο έχει συγκέντρωση ο,1Μ σε οξικό οξύ και 0,18Μ σε οξικό Νάτριο CH3COONa. 

Για οξικό οξύ Κα=1,8.10^-5

CH3COOΗ  <-->  CH3COO-  + Η+

CH3COONa  --->  CH3COO-  +    Na+

mol/lt             CH3COOH          CH3COONa              CH3COO-           Η+              Na+     

αρχικά            0,1                        0,18                    

αντιδρούν      x                           0,18

παράγονται                                                          0,18+x                x                 0,18

τελικά          0,1-x                         -                      0,18+x                 x                0,18

Κα=  [Η+] [CH3COO-]/ CH3COOH  = 1,8.10^-5 Απλουστεύουμε και θεωρούμε 0,1-χ~0,1 και 0,18+χ`0,18 οπότε

Κα= χ(0,18+χ)/0,1-χ   γράφεται Κα=χ.0,18/0,1 =1,8.10^-5 άρα χ= 10^-5 οπότε PH =5

Μπορούμε επίσης να χρησιμοποιήσουμε από την αρχή τους απλουστευμένους τύπους Κα= [Η3Ο+].Cσυζυγούς βάσης/Cασθενούς οξέος  

άρα [Η3Ο+]=ΚαC_{ασθενούς οξέος} /C_{συζυγούς βάσης} 

ή [Η3Ο+]=ΚαC_ΗΑ /C_Α-

Και εφόσον κατά την παρασκευή ρυθμιστικού από ασθενές οξύ και άλας με κοινό ανιόν δεχόμαστε ότι

 C_{συζυγούς βάσης=}C_{Α- ~}C_{άλατος κοινού ανιόντος}

[Η3Ο+]=ΚαC_{ασθενούς οξέος} /C_{άλατος κοινού ανιόντος}

Εάν θέλουμε να υπολογίσουμε απ ευθείας το Ph πρέπει να λογαριθμίσουμε την παραπάνω σχέση και να πολλαπλασιάσουμε επί (-1_

-log[Η3Ο+]= -logΚα -log(C_{ασθενούς οξέος} /C_{άλατος κοινού ανιόντος) -   =}   -logΚα  +logCαλ/οξ

Αν λογαριθμήσουμε και πολλαπλασιάσουμε με το (-1) για να πάρουμε το PH έχουμε  

 PH=pKa +log Cβασης/C οξέος

Αφού το παρόν ρυθμιστικό διάλυμα έχει παρασκευαστεί με ανάμειξη ασθενούς οξέος και αντίστοιχου άλατος και η συγκέντρωση του άλατος είναι κατά προσέγγιση ίση με αυτή από το κοινό ανιόν, μπορούμε αντίστοιχα να γράψουμε

 PH=pKa +log Cάλατος/C οξέος

2.Παράδειγμα 2. Ανάμειξη διάλύματος ασθενούς βάσης με διάλυμα αντίστοιχου άλατος

Ένα ρυθμιστικό διάλυμα περιέχει 17 γραμμάρια αμμωνίας και 42,8γραμμάρια χλωριούχου αμμωνίου σε 500 ml διαλύματος. Ποιο είναι το PH και το POH του διαλύματος αυτού; 

Κβ = 1,8.10^-5

Βρίσκουμε συγκεντρώσεις σε μολ ανά λίτρο. Το μοριακό βάρος της αμμωνίας είναι 17. Τα 17 gr ΝΗ₃ είναι 17/17=1mol Η συγκέντρωση 1/0,5=2mol/lt

Στο ΝΗ4Cl το μοριακό βάρος είναι 53,5 και τα mol είναι 42,8/53,5= 0,8 . Η συγκέντρωση είναι 0,8/0,5=1,6mol/lt

ΝΗ3  +  Η2Ο  <--> ΝΗ4⁺  + ΟΗ^-

ΝΗ4Cl  -->  NH4⁺  +  Cl^-

mol/lt             ΝΗ3                      ΝΗ4Cl                NH4+                 OH-              Cl^-    

αρχικά            2                         1,6               

αντιδρούν      x                          1,6

παράγονται                                                          2+x                    x                  2

τελικά           2-x                       -                       1,6+x                   x                 1,6

Κα=  [OΗ-] [NH4+]/ [NH3]  = 1,8.10^-5 Απλουστεύουμε και θεωρούμε   2-χ~2   και   1,6+χ`~1,6 οπότε

Κα= χ(1,6+χ)/2-χ   γράφεται Κα=χ.1,6/2 =1,8.10^-5 άρα χ= 10^-5 οπότε [OH-] =2,25.10-5

POH= -log2,25.10-5 = - 0,352  - (-5) = 4,648

PH = 14-4,648=9,352

Μπορούμε επίσης να χρησιμοποιήσουμε από την αρχή τους απλουστευμένους τύπους  Κβ= [ΟΗ-].Cσυζυγούς οξέος/Cασθενούς βάσης 

[ΟΗ-]=ΚβCασθενούς βάσης/Cσυζυγούς οξέος

ή[ΟΗ-]=ΚβC_ΒΟΗ /C_Β+

Και εφόσον κατά την παρασκευή ρυθμιστικού από ασθενή βάση και άλας με κοινό κατιόν δεχόμαστε ότι

 C_{συζυγούς οξέος=}C_{Α- ~}C_{άλατος κοινού κατιόντος}

[ΟΗ-]=ΚβC_{ασθενούς βάσης} /C_{άλατος κοινού κατιόντος}

3. Παράδειγμα 3.  Παρασκευής ρυθμιστικού διαλύματος με μερική εξουδετέρωση ενός ασθενούς οξέος με ισχυρή βάση

 

 

4 Παράδειγμα 4.  Ρυθμιστικό διαλύμα με μερική εξουδετέρωση μιας ασθενούς βάσης με ισχυρό οξύ

Ρυθμιστικό διάλυμα παρασκευάζεται με προσθήκη 50ml διαλύματος νιτρικού οξέος 1Μ και 25ml διαλύματος αμμωνίας 3Μ και στην συνέχεια αραιώνεται έως όγκο 250ml. Ποιο είναι το ph του διαλύματος; Η αμμωνία έχει Κβ=1,8.10^-5

Βρίσκουμε τις νέες συγκεντρώσεις. Τα mol των 50ml διαλύματος νιτρικού οξέος 1Μ είναι 50/1000=0,05mol.  Στην αραίωση η νέα συγκέντρωση  για το νιτρικό ίναι Μ1V1=M2V2 --> M2 =M1V1/V2 άραM2νιτρ.=50.1/250 =0,2mol/lt και για την αμμωνία Μ2 αμμ.=25.3/250=0,3mol/lt

 mol/lt                             ΝΗ3    +     ΗΝΟ3  --> ΝΗ4ΝΟ3  

αρχικά                             0,3              0,2

αντιδρούν                         0,2             0,2

παράγονται                                                         0,2

τελικά                             0,1                               0,2

 

Το νιτρικό αμμώνιο διασπάται πλήρως     ΝΗ4ΝΟ3 ---> ΝΗ4⁺    +  ΝΟ3^-  Έτσι τα 0,2 mol/lt διασπώνται και παράγονται 0,2 grion/lt ΝΗ4⁺

Η αμμωνία αντιδρά με το νερό

mol/lt                     ΝΗ3   + Η2Ο     <-->   ΝΗ4⁺   +   ΟΗ^-

αρχικά                    0,1                            0,2

αντιδρούν                χ

παράγονται                                              χ               χ

τελικά                   0,1-χ                         0,2 +χ         χ     όπου 0,1-χ~0,1  και 0,2+χ~0,2

H Kb =[NH4+] [OH-]/[NH3+]  ή 

1,8.10^-5  = χ.0,2/0,1  --> χ=3,6.10^-5=[ΟΗ-]    ---.>   POH= -0,5  -(-5) =4,5   kai PH =9,5

 

Γιατί διατηρείται σταθερό PH  στα ρυθμιστικά διαλύματα

Α. Τι συμβαίνει όταν σε ρυθμιστικό διάλυμα ασθενούς οξέος με συζυγή βάση επιδράσει ένα ισχυρό οξύ

Απάντηση: Τα ανιόντα Α- από το ρυθμιστικό θα δεσμεύσουν τα πρωτόνια (Η3Ο+) του οξέος 

Γιατι δεν επιρρεάζει πολύ το PH;

Απάντηση:Τα ανιόντα Α- που συνεχίζουν στο ρυθμιστικό υπάρχουν εμποδίζουν περαιτέρω διάσταση του ασθενούς οξέος σύμφωνα με Κα

 

Παράδειγμα 5 Έστω ότι έχουμε ρυθμιστικό διάλυμα 50ml CH3COOH  0,1M και  CH3COONa 0,1M και προσθέτουμε 50ml διαλύματος υδροχλωρικό οξύ (HCl) 0,01M  Για οξικό οξύ η Κα=1,8.10^-5

Πως επιρεάζεται το PH ;Το ασθενές οξύ 

Πριν την προσθήκη του Υδροχλωρίου έχουμε

Το άλας που διίσταται πλήρως και δίνει 0,1M CH3COO- 

Το ασθενές οξύ που διίσταται μερικώς  CH3COOH   +Η2Ο <-->    CH3COO-   +   Η3Ο+

 

                                                        CH3COOH                  CH3COO-            Η3Ο+

 αρχικά mol/lt                                     0,1                              0,1

αντιδρούν                                          χ                  

παράγονται                                                                           χ                       χ

τελικά                                                0,1-χ                           0,1+χ                χ 

Κα=  ( 0,1+χ )χ/  άρα   1,8.10^-5   ~0,1χ/0,1  --> [ Η3Ο+]=χ=1,8.10^-5

 Για το  Ph   λογαριθμούμε  -log (1,8.10^-5 ) =4,736

Μετά την προσθήκη υδροχλωρίου

 Πρέπει να υπολογίσουμε τις νέες συγκεντρώσεις μετά την ανάμειξη από Μ1V1=M2V2  όπου V1= 50ml και V2=50+50=100ml kai

Για CH3COOH  Μ2(CH3COOH)=Μ1V1/V2= 50. 0,1/100=0,05M

Για CH3COONa  Μ2(CH3COONa)=Μ1V1/V2=  50. 0,1/100=0,05M . Διίσταται πλήρως και δίνει 0,05Μ σε CH3COO-

Για το ΗCl  Μ2 (ΗCl)=Μ1V1/V2=  50. 0,01/100=0,005M. Το ΗCl  εξουδετερώνεται από τα CH3COO-

ΗCl   + CH3COO-   --> CH3COOH   + Cl-   Τα 0,005M ΗCl  εξουδετερώνεται από τα  0,005M  CH3COO- και μένουν 0,0045ΜCH3COO-   kai παράγονται 0,005Μ CH3COOH.  Το συνολικό CH3COOH τώρα είναι 0,055Μ

Αν δούμε τώρα την διάσταση του ασθενούς οξέος 

                             CH3COOH  + Η2Ο   <-->   CH3COO-     +  Η30+

αρχικά mol/lt           0,055                                   0,0045

αντιδρούν                       χ

παράγονται                                                           χ                       χ

τελικά                     0,055-χ                                 0,045+χ               χ

Χρησιμοποιώντας απλουστευμένους τύπους   [Η3Ο+]=ΚαC_ΗΑ /C_Α-  και   εφόσον κατά την παρασκευή ρυθμιστικού από ασθενές οξύ και άλας με κοινό ανιόν δεχόμαστε ότι   C_{συζυγούς βάσης=}C_{Α- ~}C_{άλατος κοινού ανιόντος}

έχουμε [Η3Ο+]=ΚαC_{ασθενούς οξέος} /C_{άλατος κοινού ανιόντος}

αντικαθιστούμε   [Η3Ο+]=1,8.10^-50,055/0,045 =2,2.10^-5

 Για το  Ph   λογαριθμούμε  -log (2,210^-5 ) =4,657

Παρατηρούμε πολύ μικρή μεταβολή στο PH

Β. Τι συμβαίνει όταν σε ρυθμιστικό διάλυμα ασθενούς οξέος με συζυγή βάση επιδράσει μια ισχυρή βάση και γιατί δεν επιρρεάζει πολύ το PH

Aπάντηση:Το ασθενές οξύ θα εξουδετερώσει την μικρή ποσότητα της  ισχυρής βάσης. Το άλας που θα σχηματιστεί θα δώσει ανιόν που είναι η συζυγής βάση του ασθενούς οξέος του ρυθμιστικού. Το ρυθμιστικό διατηρείται με ελάχιστη μεταβολή.

Παράδειγμα 6   Έστω ότι έχουμε ρυθμιστικό διάλυμα 50ml CH3COOH  0,1M και  CH3COONa 0,1M και προσθέτουμε 50ml διαλύματος Υδροξειδιου Νατρίου (ΝαΟΗ) 0,01M  Για οξικό οξύ η Κα=1,8.10^-5

Πως επιρεάζεται το PH ;

Πριν την προσθήκη του υδροξειδίου του νατρίου έχουμε όπως στο παράδιεγμα5

  Κα=  ( 0,1+χ )χ/  άρα   1,8.10^-5   ~0,1χ/0,1  --> [ Η3Ο+]=χ=1,8.10^-5

 Για το  Ph   λογαριθμούμε  -log (1,8.10^-5 ) =4,736

Σε  ρυθμιστικό διάλυμα 50ml CH3COOH  0,1M και  CH3COONa 0,1M και προσθέτουμε 50ml διαλύματος υδροξείδιου του Νατρίου (ΝαΟΗ) 0,01M  Για οξικό οξύ η Κα=1,8.10^-5

Πως επιρεάζεται το PH ;

CH3COOH +NaΟΗ- → Η2Ο + CH3COO-  + Να+

Τα 0,005M ΝαΟΗ  εξουδετερώνεται από τα  0,005M  CH3COOΗ και μένουν 0,0045ΜCH3COOΗ

Μετά την προσθήκη διαλύματος ΝαΟΗ

 Πρέπει να υπολογίσουμε τις νέες συγκεντρώσεις μετά την ανάμειξη όπως στο παράδιεγμα 1

Για CH3COOH  Μ2(CH3COOH)=Μ1V1/V2= 50. 0,1/100=0,05M

Για CH3COONa  Μ2(CH3COONa)=Μ1V1/V2=  50. 0,1/100=0,05M . Διίσταται πλήρως και δίνει 0,05Μ σε CH3COO-

Για το ΝαΟΗ Μ2 (ΝαΟΗ)=Μ1V1/V2=  50. 0,01/100=0,005M. Το ΝαΟΗ εξουδετερώνεται από τα CH3COOΗ

CH3COOH +NaΟΗ- → Η2Ο + CH3COO-  + Να+

Αν δούμε τώρα την διάσταση του ασθενούς οξέος 

                             CH3COOH  + Η2Ο   <-->   CH3COO-     +  Η30+

αρχικά mol/lt           0,045                                   0,0055

αντιδρούν                       χ

παράγονται                                                           χ                       χ

τελικά                     0,045-χ                                 0,055+χ               χ

Χρησιμοποιώντας απλουστευμένους τύπους   [Η3Ο+]=ΚαC_ΗΑ /C_Α-  και   εφόσον κατά την παρασκευή ρυθμιστικού από ασθενές οξύ και άλας με κοινό ανιόν δεχόμαστε ότι   C_{συζυγούς βάσης=}C_{Α- ~}C_{άλατος κοινού ανιόντος}

έχουμε [Η3Ο+]=ΚαC_{ασθενούς οξέος} /C_{άλατος κοινού ανιόντος}

αντικαθιστούμε   [Η3Ο+]=1,8.10^-50,045/0,055 =1,47.10^-5

 Για το  Ph   λογαριθμούμε  -log (1,47.10^-5 ) =4,73

Παρατηρούμε πολύ μικρή μεταβολή στο PH

 

 

 Γ. Τι συμβαίνει όταν σε ρυθμιστικό διάλυμα ασθενούς βάσης  με το συζυγές οξύ επιδράσει ένα ισχυρό οξύ;

Απάντηση:Το ισχυρό οξύ θα εξουδετερωθεί από την ασθενή βάση

Γιατι δεν επιρρεάζει πολύ το PH ;

Η ασθενής βάση που υπάρχει δεν επιτρέπει μεγάλη μεταβολή της ισορροπίας προς τα αριστερά και μείωση των ΟΗ-

Παράδειγμα 7.(εφαρμογή  σελ164 του σχολικού)

Σε ένα λίτρο ρυθμιστικού διαλύματος Γ που περιέχει αμμωνία ΝΗ3 0,2Μ και   χλωριούχο αμμώνιο ΝΗ4Cl 0,4Μ προσθέτουμε 1lt διαλύματος HCl 0,05M και παίρνουμε 2lt διαλύματος Δ. Να βρεθεί η [Η3Ο+] στο Γ και στο Δ. Κβ_ΝΗ3=2.10^-5  και Κ_W =10^-14

Στο Γ δεχόμαστε  πως [ΝΗ4+]~[ ΝΗ4Cl ] = 0,4 και  [ΝΗ3] ίση περίπου με την αρχική (θεωρούμε αμεληταία την διάσταση)

Μπορούμε  να χρησιμοποιήσουμε τους απλουστευμένους τύπους (θεωρείται ότι μπορούμε να υπολογίσουμε και θεωρητικά)

[ΟΗ-]=ΚβCασθενούς βάσης/Cσυζυγούς οξέος

[ΟΗ-]=2.10^-5 0,2./0,4 -=10^-5  

[Η3Ο+] =10^-9 

Στο Δ:

Βρίσκουμε τις νέες συγκεντρώσεις με τον τύπο Μ1V1=M2V2. V1=1lt και V2= 1+1=2lt

Μετά την προσθήκη διαλύματος υδροχλωρίου η συγκέντρωση  για  την ΝΗ3 η M2 είναι Μ_2(ΝΗ3)=0,2.1/2= 0,1mol/lt

 για το  ΝΗ4Cl είναι Μ_2 ΝΗ4Cl  0,4.1/2=0,2 mol/lt

για το HCl η συγκέντρωση γίνεται Μ_2HCl= 0,05.1/2=0,025mol/lt.

1.Το άλας  ΝΗ4Cl διασπάται πλήρως  ΝΗ4Cl -->  ΝΗ4+   +   Cl^- 

                                                  ΝΗ4Cl    αρχικά  mol/lt    0,2   διασπώνται 0,2 . Παράγονται 0,2  ΝΗ4+ mol/lt  και  Cl^-  0,2mol/lt

2. Το ΗCL στο διάλυμα αντιδρά με την ΝΗ3:  ΗCl + ΝΗ3  -->  ΝΗ4Cl 

  ΗCl    αρχικά  mol/lt    0,025  αντιδρούν  0,025 mol/lt ΝΗ3. Παράγονται 0,025  ΝΗ4+ mol/lt  και  Cl^-  0,025mol/lt

Μετά από αυτό 

Η διάσταση της αμμωνίας είναι ΝΗ3  +  Η2Ο  <-->  ΝΗ4+   +  ΟΗ-

  σε mol/lt                                 ΝΗ3                      ΝΗ4+                           OH-                    Cl-           

     αρχικά                              0,1-0,025             0,2+0,025                                                0,025

Αντιδρούν                                    χ                     

Παράγονται                                                         χ                                  χ                                             

  Τελικά                                0,075 -χ                    0,225+  χ                      χ                       0,025

θεωρώντας πως     0,075 -χ ~0,075   και                 0,225+  χ ~0,225  

Από την ισορροπία Κβ = [ΟΗ-] cάλατος/cβάσης  άρα [ΟΗ-]=Κβ cβάσης/cάλατος  άρα  [ΟΗ-]=2.10^-5 . 0,075/0,225 =2/3 10^-5

[OH] .[H3O+] =10^-14 -->.[H3O+]=10^-14 /2/3. 10^-5 =3/2. 10^-9

Από το 10^-9  είναι πολύ μικρή η  διαφορά στην [H3O+] 

 Δ. Τι συμβαίνει όταν σε ρυθμιστικό διάλυμα ασθενούς βάσης  με το συζυγές οξύ επιδράσει μια ισχυρή βάση και γιατι δεν επιρρεάζει πολύ το PH

Απάντηση: Το συζυγές οξύ θα εξουδετερώσει την ισχυρή βάση. Η συγκέντρωση της ασθενούς βάσης θα αυξηθεί, αυτό όμως δεν επιρρεάζει σημαντικά το PH γιατί η διάσταση της ασθενούς βάσης είναι μικρή και εμποδίζεται από τα κατιόντα του άλατος (συζυγές οξύ) που εξακολουθούν να υπάρχουν στο διάλυμα.

Παράδειγμα 8: Σε ένα λίτρο ρυθμιστικού διαλύματος Γ που περιέχει αμμωνία ΝΗ3 0,2Μ και   χλωριούχο αμμώνιο ΝΗ4Cl 0,4Μ προσθέτουμε 1lt διαλύματος NaOH 0,05M και παίρνουμε 2lt διαλύματος Δ. Να βρεθεί η [Η3Ο+] στο Γ και στο Δ. Κβ_ΝΗ3=2.10^-5  και Κ_W =10^-14.

Υπολογίζουμε το PH του ρυθμιστικού ΝΗ3 0,2Μ και   χλωριούχο αμμώνιο ΝΗ4Cl 0,4Μ όπως  στο παράδειγμα 7. Είναι [Η3Ο+] =10^-9 

Όταν προσθέσουμε 1lt διαλύματος NaOH 0,05M και παίρνουμε 2lt διαλύματος Δ πρέπει να υπολογίσουμε τις νέεες συγκεντρώσεις  . Με αντίστοιχο τρόπο με το παράδειγμα 7 βρίσκουμε τις συγκεντρώσεις αυτές 

ΝΗ3 η M2 είναι Μ_2(ΝΗ3)=0,2.1/2= 0,1mol/lt

 για το  ΝΗ4Cl είναι Μ_2 ΝΗ4Cl  0,4.1/2=0,2 mol/lt

για το ΝαΟΗ η συγκέντρωση γίνεται Μ_2HCl= 0,05.1/2=0,025mol/lt.

Η διάσταση της αμμωνίας είναι ΝΗ3  +  Η2Ο  <-->  ΝΗ4+   +  ΟΗ-

Η διάσταση τoυ χλωριούχου  αμμωνιου είναι   ΝΗ4CL  --->  ΝΗ4+   +  Cl-

Η εξουδετέρωση της βάσης : NaOH  +  ΝΗ4+  ----> NH3  +   H2O   +   Na+

  σε mol/lt                                 ΝΗ3                      ΝΗ4+                           OH-                    Na+         

     αρχικά                              0,1+0,025             0,2-0,025                                                0,025

Αντιδρούν                                    χ                     

Παράγονται                                                          χ                                  χ                                             

  Τελικά                                0,125 -χ                  0,175 +  χ                      χ                       0,025

θεωρώντας πως       0,125 -χ~ 0,125    και       0,175+χ ~ 0,175

Από την ισορροπία Κβ = [ΟΗ-] cάλατος/cβάσης  άρα [ΟΗ-]=Κβ cβάσης/cάλατος  άρα  [ΟΗ-]=2.10^-5 . 0,125/0,175 =5/7 10^-5

[OH] .[H3O+] =10^-14 -->.[H3O+]=10^-14 /5/7. 10^-5 =7/5. 10^-9  

Από το 10^-9  είναι πολύ μικρή η  διαφορά στην [H3O+] 

 

Ε. Τι συμβαίνει όταν  αραιώσουμε το ρυθμιστικό διάλυμα 

Από τα προηγούμενα, για τα ρυθμιστικά διαλύματα έχουμε καταλήξει στην σχέση για αρχικές συνθήκες 

[Η3Ο+]=ΚαC1_{ασθ οξ.} /C1_{συζ. βάσης  (1)}

Αν το διάλυμα αραιωθεί ώστε ο συνολικός όγκος από V1 αυξηθεί σε V2 όπου V1

C1V1 =C2V2  -->  C2=C1V1/V2 και η σχέση 1  γίνεται

[Η3Ο+]=ΚαC2_{ασθ οξ.} /C2_{συζ. βάσης  =} [Η3Ο+]=ΚαC1V1/V2_{ασθ οξ.} /C1V1/V2

και απλοποιόντας καταλήγουμε στην αρχική (1) . Δηλαδή η [Η3Ο-] δεν μεταβάλεται άρα και το PH.

Παράδειγμα 9 (εφαρμογή σχολικού σελ 164)

Σε 1 L ρυθμιστικού διαλύματος Γ που περιέχει ΝΗ3 0,2 Μ και NΗ4Cl 0,4 Μ προσθέτουμε 1 L διαλύματος HCl 0,05 Μ και παίρνουμε 2 L διαλύματος Δ.

Δ. Να βρεθεί η [Η3O +] στο Γ και στο Δ.

Δίνονται: Kb NH3

= 2·10-5 και Kw = 10-14.

ΠΗΓΕΣ 

ο φανταστικος κοσμος της χημειας1177 × 589

ΧΗΜΕΙΑ Γ ΓΕΝΙΚΟΎ λΥΚΕΊΟΥ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΥΠΕΠΘ

ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ Γ  ΚΟΡΕΣΗ ΝΤΑΣΗ