روش اصولی برای انجام محاسبات تعادلی و محاسبه PH

فرمت: pdf تعداد صفحات: 34

فهرست:

• روش اصول برای انجام محاسبات تعادلی
  • معادله موازنه بار (Charge – Balance Equation)
  • معادله موازنه جرم (Mass – Balance Equation)
  • ثابت تعادل
• محاسبه PH اسیدها و بازهای قوی و ضعیف
• محاسبه PH انواع نمک ها (هیدرولیز)
• تعیین PH بافرهای اسیدی (بافرهای نوع اول)
• تعیین PH بافرهای بازی (بافرهای نوع دوم)

روشی اصولی برای انجام محاسبات تعادلی

به طور کلی سه نوع معادله جبری برای حل مسائل چند تعادلی به کار می رود: (۱) روابط ثابت تعادل، (۲) معادله های موازنه جرم، (۳) یک معادله موازنه بار.

معادله موازنه بار (Charge – Balance Equation)

در این قانون تمام محلول های شیمیایی از نظر الکتریکی خنثی می باشند. بنابراین برای نوشتن قانون پروتون بالانس (معادله موازنه بار) ابتدا غلظت هریون را دربار آن ضرب کرده و سپس مجموع غلظت کاتیون ها را برابر با مجموع غلظت آنیونها قرار می دهیم.

مثال 1: در اثر انحلال اسید استیک در آب خواهیم داشت

CH₃COOH + H₂O ↔ CH₃COO^– + H₃O⁺
H₂O +H₂O ↔  H₃O⁺ + OH^–
[H₃O⁺] = [OH^– ]+[ CH₃COO^–]    :معادله موازنه ی بار

مثال : در مورد تفکیک اسید فسفریک در آب خواهیم داشت:

H₃PO₄ + H₂O ↔ H₂PO₄^– + H₃O⁺
H₂PO₄^– + H₂O ↔ HPO₄^2- + H₃O⁺
HPO₄^2- + H₂O ↔ PO₄^3- + H₃O⁺
H₂O + H₂O ↔ H₃O⁺ + OH^–

معادله موازنه ی بار:

[H₃O⁺] = [ H₂PO₄^–] + [ HPo₄^2- ] + 3[ PO₄^3-] + [OH^–]

مثال: تفکیک کربنات هیدروژن سدیم در آب

NaHCO₃ → Na⁺ + HCO₃^–
HCO₃^– + H₂O ↔ H₃O₊ + Co₃^2-
HCO₃^– +H₂O ↔ OH^– + H₂CO₃
2H₂O ↔ H₃O⁺ + OH^–

معادله موازنه بار به قرار زیر است:

[H₃O⁺]+[ Na⁺]=[OH^–]+[HCO₃^–]+[CO₃^2-]

معادله موازنه جرم (Mass – Balace Equations):

مطابق این قانون، غلظت اولیه یک ترکیب در یک محلول برابر است با مجموع غلظت های گونه حاصل از آن ترکیب در محلول:

مثال ۴: در اثر تفکیک اسید استیک (CH3COOH)  در آب رابطه بالانس جرم به قرار زیر خواهد بود:

CH₃COOH ↔ CH₃COO^– + H⁺

غلظت اولیه استیک اسید Ca = [CH₃COOH]_تعادلی + [CH₃COO^–]_{تفکیک شده}

مثال ۵: در مورد تفکيک اسيد فسفریک رابطه موازنه جرم اسید اولیه به قرار زیر خواهد بود:

اولیه C_H3PO4 = [H₃PO₄]تعادلی + [H₂PO₄^–] + [ HPO₄^2- ] + [PO₄^3-]

مثال6: در مورد انحلال هیدروژن کربنات سدیم در آب رابطه موازنه جرم عبارتست از:

Cs = [Na⁺]=[HCO₃^–]+[CO₃^2- ]+[H₂Co³]

تمرین: کدام رابطه در محلول اشباع AgCl حاوی ۰/۰۱ مولار آمونیاک صحیح نمی باشد؟ (کنکور سراسری ۸۴)

[Ag⁺]+[H₃o⁺]+[NH₄⁺]+[Ag(NH₃)₂⁺] = [Cl^–]+[OH^–]
[OH^–]=[NH₄⁺]+[H₃o⁺]
0.01 M =[NH₃]+2 [Ag(NH₃)₂⁺]
[Cl^–] =2 [Ag(NH₃)₂⁺ ]+[Ag⁺]

جواب: گزينه (۴) صحيح است. مطابق تعادل های زیر

1) AgCl(s) ↔ Ag⁺(aq) + Cl^–(aq)
2) Ag⁺(aq) + 2NH₃(aq) ↔ Ag(NH₃)₂⁺(aq)
3) NH₃(aq) + H₂O(l)=NH₄⁺(aq)+OH^–(aq)
4) H₂O (l) + H₂O(l) = H₃o⁺(aq) + OH^–(aq)

ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.

حتما بخوانید:

⇐ ارزیابی آماری داده ها و کاربرد آن در شیمی تجزیه

⇐ مقدمه ای بر شیمی تجزیه و یکاهای غلظت