Перейти к содержимому
Madsoul'

Расчет рН в сложной системе

Рекомендованные сообщения

Цитата

При каком рН равновесная концентрация сульфид-иона в 0.1М растворе сульфида аммония равна 0,01М ?

Ответ в идеале должен быть pH = 9,3 , но по каким то причинам у меня вышло pH = 11,62. Что я сделал не так ? Ход решений :
В растворе протекают следующие процессы : 

\[ S^{2-} + H_{2}O = HS^{-} + OH^{-} \]

\[ HS^{-} + H_{2}O = H_{2}S + OH^{-} \]

\[ NH_{4}^{+} = NH_{3} + H^{+} \]

Так как концентрация сульфида аммония довольно высока, автопротолизом воды можно пренебречь. Далее, я написал уравнение электронейтральности :

\[ [NH_{4}^{+}] + [H^{+}] = 2[S^{2-}] + [HS^{-}] + [OH^{-}] \] 

Поскольку \( NH_{4}^{+} \) довольно слабая кислота (\(K_{b} = 1,76 * 10^{-5}\)), можно предположить, что \( c_{NH_{4}^{+}} = [NH_{4}^{+}] \). Затем я выразил концентрацию \( HS^{-} \) через равновесную концентрацию сульфид аниона, и подставил все имеющиеся значения в уравнение электронейтральности, что в итоге привело меня к тому, что рН = 11,62. Ошибок в расчете не должно быть, ибо я перепроверил около пяти раз.

Изменено пользователем Madsoul'

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Награды

19 минут назад, Madsoul' сказал:

[NH+4]+[H+]=[S2]+[HS]+[OH]

Наверно нужно умножить правую часть уравнения на два
(NH4)2S <--> 2NH4+ + S2-
C(NH4+)=2C(S2-)
 

Изменено пользователем Баха

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

@Баха , это я сделал. Как раз с учетом этого и вышло 11.62

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Награды

Мне кажется, чтобы получить такой же ответ, нужно использовать формулу мольных долей.

0,1 = Ka1*Ka2 / Ka1*Ka2 + Ka1*[H+] + [H+] Тогда у меня вышло что-то похожее на твой ответ 9.42, но не знаю почему у твоего метода выходит неверный ответ, хотя он логичный

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

1 час назад, Madsoul' сказал:

Поскольку NH4+ довольно слабая кислота

Не слабее уксусной кислоты. Какой будет ответ если не делать такого упрощения?

Более того, стоит записать эту реакцию как:

\[ NH_4^+ + OH^- \leftrightarrow NH_3 + H_2O \]

Я думаю ты согласишься, что при pH = 9 эта реакция будет протекать в значительной степени. Более того, изначальное предположение, что весь аммоний остается протонированным в щелочной среде даже без расчетов звучит немного странным.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

17 минут назад, Anton сказал:

Более того, изначальное предположение, что весь аммоний остается протонированным в щелочной среде даже без расчетов звучит немного странным.

Если рН = 9.3, то концентрация гидроксид ионов составляет около \( 2*10^{-5}М \). Но поскольку исходная концентрация \(NH_{4}^{+} \) составляет 0,2М , то как бы то ни было, прореагирует максимум 0,01% \( NH_{4}^{+} \). Или я тут опять ошибся 

Изменено пользователем Madsoul'

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Награды

Я не особо и знаю это но все же хотел попробовать по решать и чем то помочь 

1)Уравнением электронный реальности

[H+]+[NH4+]=[S-2]-[H2S]+[OH-1] или записать вот так

[H+] + [H2S]+[NH4+]=[S-2]+[OH-1]

[H+]=√k2*k1/0.19M

отсюда [H+]=3.63*10^-10 M pH=9.44

2)если принять альфа(S-2)=0.1

альфа(S-2)=k1*k2 / k1*k2+k1*[H+] + [H+]^2 то [H+]=2.25*10^-12М то рН=11.65 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

В 1/4/2021 в 01:42, Damir Tursungaliev сказал:

Уравнением электронный реальности

Электронейтральности)) Это значит что в растворе кол-во отрицательного заряда от анионов равно кол-ву положительного заряда от катионов. Так как H2S не заряженая частица её в счет не берем. Также для сульфид иона с зарядом 2- нужно умножить концентрацию сульфида на 2, и это будет количество/концентрация отрицательного заряда от сульфида)).

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

@moldagulovg да, там опечатка произошла. Приношу извинения!

Изменено пользователем Damir Tursungaliev

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Войти сейчас

×