Tämä on, tavallaan, haastava aihe. Jään oman pohdinnan, ehkä auttaa.

Otin tästä tehtävä numero 3 (sivun alhaalla on harjoitustehtävät)

Laske puskuriliuoksen pH, kun liuos on valmistettu sekoittamalla 500 ml 0,10 M ammoniakkiliuosta ja 5,35 g ammoniumkloridia NH4Cl ja laimentamalla liuos 1,00 litraksi. pKa(NH4+) = 9,30

Samalla sivulla on vastaus ja lasku, tehty Hendersson-Hasselbalchin yhtälön avulla, ja lisätty: ”Treenauksen vuoksi voi laskun laskea ihan tavallisena pH-laskunakin.”

Näinkin yritetään tehdä.

Kerätään alussa tietoa:

V(NH3)=0.5l, c(NH3)=0.1mol/l

m(NH3Cl)=5.35g

V(liuos)=1l (huom. ei 0.5l+1l liuos, vaan 1l!)

Ammoniakin ainemäärä sitten on n(NH3)=0.5l*0.1mol/l=0.05mol

Ammoniumkloridin ainemäärä on n(NH4Cl)=m(NH4Cl)/M(NH4Cl)

M(NH4Cl)=53.5g/mol

m(NH4Cl)/M(NH4Cl)=5.35g/53.5g/mol=0.1mol

n(NH4Cl)=0.1mol

Kuten loppuliuoksen tilavuus on V(liuos)=1l, niin

c(NH3)=n(NH3)/V(liuos)=0.05mol/1l=0.05M

ja c(NH4Cl)=0.1mol/1l=0.1M

Ammoniumkloridin liukeneminen voidaan kuvaa täällä lailla: NH4Cl=>NH4++Cl, ja kloorista emme enää valita.

c(NH4Cl)=c(NH4+)=0.1M (liukeneminen tapahtuu lopun asti!!!)

Sitten… Tämä oli aika tärkeä minulle, kun olen ymmärtänyt että heikko emäs on sellainen happo, mutta toiseen päin. (heikko happo sitten on sellainen emäs, mutta myös – toiseen päin)

Niin… NH3<=>NH4++OH, mutta tämä ei pätee. Tehtävä antaa sellainen tieto kun: pKa(NH4+) = 9,30

Kuvitellaan, sitten tämä happona:NH4++H2O<=>H3O++NH3

Ja tasapaino sitten on:([H3O+]*[NH3])/[NH4+]=Ka

Tehdään tasapainotaulukko(x on M):

NH4++ H2O <=> H3O++ NH3
0.1M(cNH4CL) 0 0.05M(cNH3)
-x +x +x
0.1M-x x 0.05M+x

Siis:

(x*(0.05+x))/(0.1-x)=10^-9.3

x*(0.05+x)=10^-9.3*(0.1-x)

x^2+0.05*x=10^-9.3*0.1-10^-9.3*x

x^2+0.05*x-10^-9.3*0.1+10^-9.3*x=0

x^2+0.050000000501187*x-5.0118723362727051*10^-11=0

x1=-0.050000001002374,x2=1.0023744481703725*10^-9

Eli 10^-pH=[H30+]

10^-pH=x

10^-pH=1.0023744481703725*10^-9M

pH=8.998970012396317=9.0

Vastaus: pH=9.0 (phew)

Tänään, huvin vuoksi skannasin laskupaperin. Tavallaan mitali.