Для расчета рН необходимо определить равновесное значение концентрации ионов водорода, т.е. величину [H+].
При диссоциации слабых кислот
HAn= H+ + An-
не все молекулы кислоты диссоциируют на ионы, а только их часть. Остальные молекулы остаются в недиссоциированном виде и находятся в равновесии с ионами водорода и анионами кислоты. В этом случае закон действующих масс принимает вид
[H+]×[An-]
KД = ¾¾¾¾¾
[HAn]
где константу равновесия KД называют константой диссоциации), численное значение дается в справочнике).
Имеем одно уравнение с 3 неизвестными ([H+],{An-] и [HAn]). Поэтому для нахождения неизвестных надо найти еще два недостающих уравнения.
Одно из недостающих уравнений находим таким образом. Допустим, что из-за диссоциации кислоты ее концентрация уменьшилась на х молей. Поэтому если до диссоциации концентрация кислоты равнялась [HAn]0 , то после установления равновесия она станет
[HAn]= [HAn]0 — х.
Второе недостающее уравнение найдем из уравнения диссоциации кислоты.
HAn= H+ + An-
Из уравнения реакции следует, что из 1 моля кислоты образуется 1 моль ионов водорода и 1 моль анионов. Поскольку согласно схеме реакции при диссоциации кислоты ионы водорода и анионы кислоты возникают в одинаковых количествах, то третьим уравнением будет условие
[H+]×=[An-]= x.
Следовательно, выражение для константы диссоциации принимает вид
x2
KД = ¾¾¾¾¾
[HX]0 — x
Отсюда можно найти концентрацию ионов водорода и рассчитать рН. Но это уравнение можно упростить, если принять, что для слабой кислоты реализуется условие [HX]0 >>x= [H+]. В этом случае получаем
________
x=[H+]= ÖKД[HX]0
откуда, после логарифмирования, находим искомое выражение
рН= -1/2lg(KД) — 1/2lg([HX]0)
Ваша оценка?
