Elektroliza - wartość pH przestrzeni katodowej

Dyskusje dotyczące szerokiego spektrum zagadnień z dziedziny chemii, a w szczególności jej podstaw, zmierzających do zrozumienia prostych relacji chemicznych
wojti002
Posty: 13
Rejestracja: 26 cze 2017, o 18:40

Elektroliza - wartość pH przestrzeni katodowej

Post autor: wojti002 » 20 mar 2018, o 23:02

Witam, mam problem z następującym zadaniem:
Przez układ przedstawiony schematem:
Pt│100 cm3 1M NaCl ║ 100 cm3 1M NaCl │Pt
przepuszczono prąd stały o natężeniu 1 A w czasie 20 min. Obliczyć wartość pH
przestrzeni katodowej.
Nie mam pojęcia jak się za nie zabrać. Poprawna odpowiedź to pH=13.09. Będę wdzięczny za wszelką pomoc :wink:

00000000000000000000
Posty: 372
Rejestracja: 9 wrz 2017, o 17:30

Re: Elektroliza - wartość pH przestrzeni katodowej

Post autor: 00000000000000000000 » 21 mar 2018, o 07:02

2H2O + 2e ---> H2 + 2OH-

nOH-=q/F=I*t/F=1A*1200s/96500C/mol=1.24*10-2mola

[OH-]=nOH-/V=6.22*10-3/0.1=0.124 mol/dm3

pOH=-log(0.124)=0.91

pH=14-pOH=13.09

wojti002
Posty: 13
Rejestracja: 26 cze 2017, o 18:40

Re: Elektroliza - wartość pH przestrzeni katodowej

Post autor: wojti002 » 21 mar 2018, o 09:22

Super, brakowało mi tego wzoru na liczbę moli. Dzięki bardzo! :wink:

wojti002
Posty: 13
Rejestracja: 26 cze 2017, o 18:40

Re: Elektroliza - wartość pH przestrzeni katodowej

Post autor: wojti002 » 21 mar 2018, o 09:27

Mam tylko jeszcze jedno pytanie, skąd się wzięło we wzorze na stężenie molowe w liczbie moli 6,22*10-3 mimo iż zostało wyliczone, że nOH-= 1,24*10-2?

00000000000000000000
Posty: 372
Rejestracja: 9 wrz 2017, o 17:30

Re: Elektroliza - wartość pH przestrzeni katodowej

Post autor: 00000000000000000000 » 21 mar 2018, o 09:59

Oczywiście powinno być:

[OH-]=nOH-/V=1.24*10-2/0.1=0.124 mol/dm3

wojti002
Posty: 13
Rejestracja: 26 cze 2017, o 18:40

Re: Elektroliza - wartość pH przestrzeni katodowej

Post autor: wojti002 » 21 mar 2018, o 10:11

Okej, dzięki!

wojti002
Posty: 13
Rejestracja: 26 cze 2017, o 18:40

Re: Elektroliza - wartość pH przestrzeni katodowej

Post autor: wojti002 » 23 mar 2018, o 14:06

Mam jeszcze problem z jednym zadaniem, które nie dotyczy elektrolizy ale nawiązuje do pH, mianowicie:
Po zmieszaniu 0,1-molowych roztworów kwasów HX i HA w stosunku objętościowym 1:4 pH roztworu wynosi 2,3. Oblicz stałą dysocjacji kwasu HX wiedząc, że KHA=2 x 10-4.
Odpowiedź to KHX=4,5 x 10-4. Mi natomiast wychodzi zupełnie coś innego i nie wiem jak to poprawnie zrobić :(

00000000000000000000
Posty: 372
Rejestracja: 9 wrz 2017, o 17:30

Re: Elektroliza - wartość pH przestrzeni katodowej

Post autor: 00000000000000000000 » 23 mar 2018, o 18:38

wojti002 pisze:
23 mar 2018, o 14:06
Mi natomiast wychodzi zupełnie coś innego i nie wiem jak to poprawnie zrobić
Pokaż więc jak liczysz.

wojti002
Posty: 13
Rejestracja: 26 cze 2017, o 18:40

Re: Elektroliza - wartość pH przestrzeni katodowej

Post autor: wojti002 » 23 mar 2018, o 20:46

A więc:
ph=2,3 czyli stężenie jonów H+ wynosi 0,005mol/dm3
Wyliczam ze stałej dysocjacji stężenie jonów H+ pochodzących od kwasu HA: K=(H+)^2/C
Wychodzi: 0,0045mol/dm3, przyjmuję, że V=1dm3 dlatego nH+= 0,0045mol
Następnie liczę ile jest w ogóle w całości moli jonów H+ przy czym jeśli zmieszano kwasy w stosunku 1V:4V zakładam że Vcałk.=5dm3 i wychodzi że nH+całk= 0,025mol
Liczę ile moli jonów H+ pochodzi od kwasu HX: 0,025-0,0045=0,0205mol a więc stężenie [H+] wynosi: 0,0205mol/4dm3= 0,005125mol/dm3.
Ze wzoru K=(H+)^2/C wyliczam stałą kwasu HX i wychodzi K=2,6*10-4

00000000000000000000
Posty: 372
Rejestracja: 9 wrz 2017, o 17:30

Re: Elektroliza - wartość pH przestrzeni katodowej

Post autor: 00000000000000000000 » 24 mar 2018, o 06:52

wojti002 pisze:
23 mar 2018, o 20:46
Wyliczam ze stałej dysocjacji stężenie jonów H+ pochodzących od kwasu HA: K=(H+)^2/C
Wychodzi: 0,0045mol/dm3,
Już tutaj się zaczęło. Po pierwsze: kwas HA widzi wszystkie protony, a nie tylko pochodzące od niego. W wyrażeniu na stałą równowagi [H+] oznacza CAŁKOWITE stężenie [H+], nie ma znaczenia skąd pochodzą. Po drugie: jak zmieszałeś dwa kwasy to stężenie żadnego nie będzie takie samo jak przed zmieszaniem. Oba się zmniejszą.

Zaproponowałbym aby to zadanie tak ugryźć:

CHX=0.1*(1/(1+4))=0.02 mol/dm3

CHA=0.1*(4/(1+4))=0.08 mol/dm3

[H+]=10-2.3=alfaHX*CHX+alfaHA*CHA -----> (R1)

zauważ, że:

alfaHA=[A]/([A]+[HA])

1/alfaHA=1+([HA]/[A])

KHA=[H+]*([A]/[HA]) ---> [HA]/[A]=[H+]/KHA=10-2.3/(2*10-4)=25.06

1/alfaHA=1+25.06

alfaHA=0.038373

z (R1) mamy więc:

10-2.3=alfaHX*0.02+0.038373*0.08

alfaHX=0.0971

Wiemy, że:

KHX=[H+]*([X]/[HX])=[H+]*(alfaHX/(1-alfaHX))

KHX=5.4*10-4

Odpowiedź jest inna niż podałeś ... więc jak masz ochotę to sprawdź moje obliczenia.

ODPOWIEDZ

Kto jest online

Użytkownicy przeglądający to forum: Obecnie na forum nie ma żadnego zarejestrowanego użytkownika i 2 gości