حساب التغير في pH محلول بفر مكون من قاعدة ضعيفة 0.2 وملحها 0.5 بعد إضافة 3.7g من Ca(OH)2 إلى لتر من المحلول:
الخطوات:
حساب تركيز Ca(OH)2:
كتلة Ca(OH)2 = 3.7g
الوزن الجزيئي لـ Ca(OH)2 = 74.09g/mol
حجم المحلول = 1 L
تركيز Ca(OH)2 = (3.7g / 74.09g/mol) / 1 L = 0.05mol/L
تحديد نوع التفاعل:
Ca(OH)2 قاعدة قوية، ستتفاعل مع الماء لإنتاج OH-
OH- ستتفاعل مع H+ من حمض ضعيف (B) لإنتاج H2O و B-
كتابة معادلات التفاعل:
Ca(OH)2 + 2H2O -> Ca2+ + 2OH-
B + OH- -> BH+ + H2O
حساب تركيز OH- من Ca(OH)2:
[OH-] = 2 * [Ca(OH)2] = 2 * 0.05mol/L = 0.1mol/L
حساب تركيز H+ من BH+:
[H+] = Kw / [OH-] = 1.0 * 10^(-14) / 0.1mol/L = 1.0 * 10^(-13)mol/L
حساب pH:
pH = -log[H+] = -log(1.0 * 10^(-13)) = 13
النتيجة:
التغير في pH = pH بعد إضافة Ca(OH)2 - pH قبل إضافة Ca(OH)2
لا يمكن حساب التغير في pH بدقة لأننا لا نعرف pH قبل إضافة Ca(OH)2.
لكن نعلم أن pH سيكون أكبر من 7 بعد إضافة Ca(OH)2، لأن Ca(OH)2 قاعدة قوية ستزيد من تركيز OH- في المحلول.
ملاحظة:
هذا الحساب تقريبي، ولا يأخذ في الاعتبار تأثير التفاعلات الجانبية أو تأثير قوة الأيونات على التوازن.
للحصول على حساب أكثر دقة، يمكن استخدام برامج محاكاة التوازن الكيميائي.
معلومات إضافية:
يمكن استخدام معادلة Henderson-Hasselbalch لحساب pH محلول بفر:
pH = pKa + log([A-]/[HA])
حيث:
pKa = ثابت تفكك الحمض
[A-] = تركيز الملح
[HA] = تركيز الحمض
في هذا المثال:
pKa = -log(Kb)
Kb = ثابت تفكك القاعدة
[A-] = 0.5mol/L
[HA] = 0.2mol/L
يمكن استخدام هذه المعلومات لحساب pH المحلول قبل إضافة Ca(OH)2.
الخلاصة:
لا يمكن حساب التغير في pH بدقة دون معرفة pH قبل إضافة Ca(OH)2.
لكن نعلم أن pH سيكون أكبر من 7 بعد إضافة Ca(OH)2.
يمكن استخدام معادلة Henderson-Hasselbalch لحساب pH محلول بفر.