pH раствора KClO при 25°С и 60°С
При 60°С ионное произведение воды K(H₂O) = 10⁻¹³. Считая, что константа диссоциации хлорноватистой кислоты не изменяется с температурой, определить pH 0,001 н. раствора KClO при 25 и при 60°С.
Дано
`C_н(KClO) = 0.001 text{ н}`
`K_d(HOCl) = 3*10^(-8)`
`K_(w1) = 10^(-14)`
`K_(w2) = 10^(-13)`
`t_1 = 25°C`
`t_2 = 60°C`
Найти
`pH_1 = text{?}`
`pH_2 = text{?}`
Решение
Гипохлорит калия — соль, образованная сильным основанием (KOH) и слабой кислотой (HOCl). Гидролиз протекает по аниону:
`KClO + H_2O ⇄ KOH + HOCl`
`ClO^- + H_2O ⇄ HOCl + OH^-`
Найдём молярную концентрацию KClO:
`C_м(KClO) = C_н(KClO) * f_э(KClO) = 0.001 * 1 = 0.001 text{ моль/л}`
При 25°C:
`K_(г1) = (K_w)/(K_d(HOCl)) = (10^(-14))/(3*10^(-8)) = 3.333*10^(-7)`
Степень гидролиза:
`α_1 = sqrt((K_(г1)) / (C_м(KClO))) = sqrt((3.333*10^(-7)) / 0.001) = 1.826*10^(-2)`
Концентрация OH⁻:
`[OH^-]_1 = α_1 * C_м(KClO) = 1.826*10^(-2) * 0.001 = 1.826*10^(-5) text{ моль/л}`
pOH и pH:
`pOH_1 = -lg[OH^-]_1 = -lg(1.826*10^(-5)) = 4.739`
`pH_1 = 14 - pOH_1 = 14 - 4.739 = 9.261`
При 60°C:
`K_(г2) = (K_w)/(K_d(HOCl)) = (10^(-13))/(3*10^(-8)) = 3.333*10^(-6)`
Степень гидролиза:
`α_2 = sqrt((K_(г2)) / (C_м(KClO))) = sqrt((3.333*10^(-6)) / 0.001) = 5.774*10^(-2)`
Концентрация OH⁻:
`[OH^-]_2 = α_2 * C_м(KClO) = 5.774*10^(-2) * 0.001 = 5.774*10^(-5) text{ моль/л}`
pOH и pH:
`pOH_2 = -lg[OH^-]_2 = -lg(5.774*10^(-5)) = 4.239`
`pH_2 = -lg[K_(w2)] - pOH_2 = -lg(10^(-13)) - 4.239 = 13 - 4.239 = 8.761`
Ответ
`pH_1 = 9.261`
`pH_2 = 8.761`