Титруване на слаба киселина със силна основа (продължение)

Разглеждахме титрувалната крива за титруване на слаба киселина, оцетна киселина, със силната основа натриев хидроксид. В подточка А намерихме рН преди да добавим основа. Това е тази точка на титрувалната крива. В подточка В намерихме рН след добавяне на 100 мл основа. Намерихме стойността на рН в тази точка. В подточка С търсим рН след добавяне на 200 мл от 0,0500 моларен разтвор на натриев хидроксид. Колко мола ОН– добавяме тук? Щом концентрацията на натриевия хидроксид е 0,0500 М, ще имаме същата концентрация и за ОН–. Значи за хидроксидните йони имаме концентрация 0,0500 М, като моларност означава мол за литър, нали? Значи мол/л. И така, имаме 200 мл, и ако преместим десетичната запетая, едно, две, три, това са 0,2 литра. Значи това са 0,2000 литра. Търсим моловете, така че 0,05 по 0,2 е равно на 0,010, получаваме 0,0100 мола хидроксидни йони. Това е колко мола хидроксидни йони добавяме към първоначалния разтвор на киселината. С колко мола киселина започнахме? Имахме 50 мл от 0,200 моларен разтвор на оцетна киселина. Значи концентрацията на оцетна киселина е равна на 0,200 М, като това са молове за литър. 50,0 мл са 0,0500 литра. Това са 0,0500 литра. Пак повтарям, че търсим молове. ЗНачи 0,200 по 0,0500, което е 0,0100 мола оцетна киселина. Забележи, че имаме равен брой молове от киселината и от основата. Основата ще неутрализира киселината. Ще запиша реакцията. Ще запиша реакцията на неутрализация. Започваме с оцетна киселина. Към разтвора на оцетна киселина добавяме натриев хидроксид. Добавяме натриев хидроксид. ОН– ще присъединят един протон. Значи ОН– присъединява този протон от киселината. Н+ и ОН– дават Н2О. Като отнемем един протон от оцетната киселина, получаваме ацетатен йон, СН3СОО–. Имахме 0,01 мола оцетна киселина. Само да съгласувам цветовете. Започнахме с 0,0100 мола. Ето това са моловете. Така, 0,0100 мола оцетна киселина. И това са същият брой молове от основата. 0,0100, така, имаме 0,0100 мола основа. Забележи, че съотношението на моловете е едно към едно, значи имаме 1:1. И нашата основа ще реагира. Тя напълно ще неутрализира киселината, която имаме в изходния разтвор. Значи реагира основата, и тук ни остава нула киселина, цялата киселина е неутрализирана напълно. Това изчезва. Това изчезва и е неутрализирано цялото количество киселина. Това е еквивалентният пункт на титруването. И щом изчезва оцетната киселина, тя се превръща в ацетат. Значи ако сме започнали с нула мола ацетат, и губим 0,0100 мола оцетна киселина, тя се превръща в ацетат. Значи тук пишем + 0,0100, отбелязвам това. Значи имаме 0,0100 мола ацетатни аниони. Добре, да вървим нататък. Ако имаме моловете ацетат, можем да намерим концентрацията. Трябва да намерим общия обем на разтвора, за да намерим концентрацията на ацетатните аниони. Хайде да го сметнем. Връщам се горе. Колко е общият обем сега? Започнахме с 50 мл и добавихме още 200. Значи 50,0 плюс 200,0 ни дава 250,0 мл. Това е новият ни обем. 250 мл са равни на... премествам десетичната запетая, това са 0,25 литра. Сега да намерим концентрацията на ацетата. Каква е концентрацията на ацетата сега? Тя ще бъде молове върху литри, така че 0,0100... Имаме 0,0100 мола върху 0,2500 литра. Хайде да намерим концентрацията. Можеш да я сметнеш и наум, но аз ще го направя с калкулатор. 0,01 делено на 0,25 и получавам концентрация 0,04. Значи концентрацията е 0,0400 М. Това са ацетатните аниони в разтвора в еквивалентния пункт. И ацетатът реагира с водата. Ще покажа тази реакция. Имаме ацетат, който ще реагира с водата. И реакцията ще достигне до състояние на равновесие. Ацетатният анион действа като основа и приема един протон от водата. Щом ацетатът приеме протон, той се превръща в оцетна киселина, СН3СООН. Когато отнемем протон от водата, получаваме хидроксиден анион, ОН–. И нека да видим каква е началната концентрация на ацетата. Началната концентрация на ацетата е 0,0400. Значи пишем тук начална концентрация 0,0400 М. Приемаме, че още нямаме никакви продукти, затова тук пиша нула. Сега да видим промяната. Някакво количество от ацетата ще реагира, така че концентрацията намалява с количество, което ще означим като Х. С колко намалява ацетата, с толкова се увеличава оцетната киселина. Значи –Х за ацетата, и –Х за оцетната киселина. Също така –Х за ОН–. При равновесие... При равновесие нашата концентрация ще бъде 0,0400 – Х за ацетата. И ще имаме Х тук и тук. Ако запишем уравнението за равновесието, тук ацетът действа като основа. Значи ще запишем Кb. Спомни си, че имаме концентрациите на продуктите върху изходните вещества. Значи това ще бъде Х по Х, цялото върху 0,0400 –Х, като пренебрегваме водата. Значи това е върху 0,0400 – Х. Всичко това е при равновесие за слаба основа, така че се увери, че си гледал(а) първо онова видео, защото тук ще го направя много бързо. Сега трябва да намерим стойността на Кb. Можем да намерим Кb от... Знаем Ка. В последното видео Ка за оцетната киселина беше 1,8 по 10^(–5). Знаме, че Ка по Кb за спрегната двойка киселина-основа е равно на 1,0 по 10^(–14). Това пак е от предишно видео. Ако заместим тук Ка, можем да намерим Кb. Няма да го смятам, за да спестя време, просто ще ти дам отговора, Кb е 5,6 по 10^(–10). Заместваме това във формулата, получаваме, че 5,6 по 10^(–10) е равно на Х^2 върху... Тук пак ще направим допускане, както във всички предходни клипове, че Х е много малко число, че това е много ниска концентрация. Така 0,0400 – Х е приблизително равно на 0,0400. Тук пиша 0,0400. И сега да намерим Х. Взимам калкулатора. Имам 5,6 по 10^(–10). Трябва да го умножа по 0,04. И да намеря квадратен корен от полученото. Получавам, че Х е равно на 4,7 по 10^(–6). Значи Х е равно на 4,7 по 10^(–6). Какво е Х? Връщам се горе, с Х означихме концентрацията на хидроксидните йони. Значи това е равно на... Това е равно на концентрацията на ОН–. Значи 4,7 по 10^(–6) мол/литър. Но целта ни е да намерим рН. Сега можем да намерим рОН. рОН е равно на отрицателен log от концентрацията на ОН–. Замествам тук, за да намеря рОН. Отрицателен log от 4,7 по 10^(–6). Получавам, че рОН е равно на 5,33. Така, рОН е равно на 5,33. И още една стъпка. рН плюс рОН е равно на 14,00. Замествам рОН, рН е равно на 14,00 минус 5,33, което е 8,67. Значи ние сме в еквивалентния пункт, но това е титруване на слаба киселина със силна основа. Затова в еквивалентния пункт имаме основен разтвор на сол. Затова рН е основно, то е над 7. Добре, да намерим тази точка на нашата титрувална крива. Добавяме 200 мл основа. И рН е 8,67. Значи добавихме 200,00 мл основа и еквивалентният пункт трябва да е някъде тук. Значи тук някъде, около 8,67. Това е еквивалентният пункт за титруване на слаба киселина със силна основа в този конкретен пример. И стигнахме накрая до подточка D, в която ни питат колко е рН след добавяне на 300,0 мл от 0,0500 моларен разтвор на натриев хидроксид. Отново трябва да намерим моловете на хидроксидните йони, които добавяме. Концентрацията е равна на 0,0500, значи 0,0500 мол/литър е концентрацията на хидроксидни йони. И това е равно на молове за литър. Така, 300,0 мл е равно на 0,3000 литра. Значи тук имаме 0,3000 литра. Умножавам 0,0500 по 0,3000 и получавам молове. Значи 0,0500 по 0,300 е равно на 0,0150 мола хидроксидни йони. В подточка С видяхме, че са ни необходими 0,0100 мола хидроксидни йони за пълна неутрализация на киселината, която имаме в началото. Значи ще използваме... Ще използваме 0,0100 мола хидроксид. Това е количеството, необходимо за неутрализиране на киселината. А колко мола хидроксид са останали след неутрализацията? Това ще бъдат 0,0050. Значи 0,0050 мола хидроксидни йони остават след пълната неутрализация на киселината. Тук целта ни е да намерим рН. Можем да намерим рОН, ако намерим концентрацията на хидроксида. Каква е концентрацията на хидроксида сега, след неутрализацията? Значи концентрацията, в молове за литър, това е 0,050 делено на... Какъв е общият обем? Започнахме с 50,0 и добавихме 300,0 милилитра, значи 300,0 плюс 50,0 е 350,0 мл. Или 0,3500 литра. И каква е концентрацията на хидроксидните йони? Тя е 0,005 делено на 0,35. Концентрацията на хидроксидни йони е 0,014. Нека да запиша тук 0,014 М. Сега, след като знаем това, можем да намерим рОН. Значи рОН е отрицателен десетичен логаритъм от концентрацията на хидроксидните йони. Ще сметна –log от 0,014. Ще използвам калкулатора. Отрицателен логаритъм от 0,014. И получавам рОН = 1,85. Добре, това е рОН. Нека да си направя малко повече място. рОН е равно на 1,85. И сега, за да намерим рН, знаем, че рН + рОН е равно на 14,00. рН + рОН = 14,0. Замествам стойността на рОН. И рН е равно на 14,00 минус 1,85. 14,00 – 1,85 = 12,15. Сега сме след еквивалентния пункт. Преминали сме след еквивалентния пункт ето тук. Сега рН е 12,15. След като добавихме 300,0 мл основа. Нека да намерим точката на титрувалната крива. Добавихме 300,0 мл от основата, това е ето тук. Отивам нагоре към титрувалната крива, и това е ето тук. Току-що изчислихме рН, което е малко над 12. Значи получаваме приблизително 12,15. Това е точно ето тук на титрувалната крива.