Как связаны молярные концентрации уксусной кислоты и ацетата аммония в буферном растворе с pH, равным 4,76?

Ветка

23

Для понимания связи между молярными концентрациями уксусной кислоты и ацетата аммоний, а также pH буферного раствора, рассмотрим реакцию гидролиза ацетата аммония:

CH3COONH4 + H2O ⇌ CH3COOH + NH4OH

Константа гидролиза для этой реакции может быть представлена следующим образом:

Kг = [CH3COOH][NH4OH] / [CH3COONH4]

Здесь [CH3COOH], [NH4OH] и [CH3COONH4] представляют молярные концентрации уксусной кислоты, ацетата аммония и его ионизированной формы соответственно.

Молярные концентрации этих компонентов в буферном растворе связаны с помощью принципа Ле Шателье, который гласит, что установление равновесия системы будет приводить к отклонению от исходных значений. В данном случае, когда добавляется кислота или щелочь в буферный раствор, равновесие смещается в ту сторону, где увеличивается концентрация соответствующего компонента.

В данной задаче мы хотим найти связь между молярными концентрациями уксусной кислоты (CH3COOH) и ацетата аммония (CH3COONH4) с pH буферного раствора, равным 4,76. Чтобы решить эту задачу нужно воспользоваться уравнением Гендерсона-Хассельбальха:

pH = pKa + log([A-]/[HA])

Где pH - заданный pH буферного раствора, pKa - константа диссоциации кислоты, [A-] - молярная концентрация аниона (CH3COO-), [HA] - молярная концентрация неионизированной формы кислоты (CH3COOH).

Поскольку мы знаем pH и хотим найти связь с молярными концентрациями, нам сначала нужно найти pKa для уксусной кислоты. Значение pKa для уксусной кислоты составляет около 4,76. Если мы подставим это значение в уравнение, получим:

4,76 = 4,76 + log([A-]/[HA])

Отсюда можно сделать вывод, что log([A-]/[HA]) должно быть равно 0. Это означает, что [A-]/[HA] = 1.

Таким образом, мы можем сказать, что молярная концентрация ацетата аммония ([A-]) равна молярной концентрации уксусной кислоты ([HA]) в буферном растворе.

Однако, для получения конкретных значений молярных концентраций нам нужна дополнительная информация. Например, нам нужно знать общий объем раствора и начальные концентрации уксусной кислоты и ацетата аммония.

В итоге, связь между молярными концентрациями уксусной кислоты и ацетата аммоний в буферном растворе с заданным pH можно определить, зная pKa и начальные концентрации этих компонентов.