Wie berechnet man den pH-Wert am Äquivalenzpunkt für die Titration von .190M-Methylamin mit .190M-HCl? Das Kb von Methylamin ist 5.0x10 ^ -4.

Die Nettoionengleichung für die fragliche Titration ist die folgende:

#CH_3NH_2+H^(+)->CH_3NH_3^(+)#

Diese Übung wird mit zwei Arten von Problemen gelöst: Stöchiometrie Problem und Gleichgewichtsproblem .

Stöchiometrie-Problem :
Am Äquivalenzpunkt entspricht die Molzahl der zugesetzten Säure der Molzahl der vorhandenen Base.

Da die Konzentrationen von Base und Säure gleich sind, entspricht die Konzentration der konjugierten Säure #CH_3NH_3^(+)# kann wie folgt bestimmt werden:

Da gleiche Volumina von Säure und Base gemischt werden sollten und da sie additiv sind, ist die Konzentration von #CH_3NH_3^(+)# wird die Hälfte der Anfangskonzentration von #CH_3NH_2#.

Somit #[CH_3NH_3^(+)]=0.095M#

Gleichgewichtsproblem :
Die Konjugatsäure, die am Äquivalenzpunkt die Hauptspezies sein wird, wird die einzige signifikante Quelle von sein #H^(+)# in der lösung und daher das zu finden pH der Lösung sollten wir die finden #[H^(+)]# von der Dissoziation von #CH_3NH_3^(+)#:

#" " " " " " " " " "CH_3NH_3^(+)rightleftharpoons CH_3NH_2+H^(+)#
#Initial: " " " " " "0.095M" " " " "0M" " " " "0M#
#"Change": " " " " " "-xM" " " " "+xM" " "+xM#
#"Equilibrium": (0.095-x)M" " " "xM" " "xM#

#K_a=([CH_3NH_2][H^(+)])/([CH_3NH_3^(+)])#

Beachten Sie, dass #K_w=K_axxK_b#

#=>K_a=(K_w)/(K_b)=(1.0xx10^(-14))/(5.0xx10^(-4))=2.0xx10^(-11)#

#=>K_a=([CH_3NH_2][H^(+)])/([CH_3NH_3^(+)])=(x*x)/(0.095-x)=(x^2)/(0.095-x)=2.0xx10^(-11)#

Lösen für #x=1.38xx10^(-6)M=[H^(+)]#

Daher ist der pH-Wert der Lösung #pH=-log[H^(+)]#

#=>pH=-log(1.38xx10^(-6))=5.86#

Hier ist ein Video, das die Titration einer schwachen Säure durch eine starke Base ausführlich erklärt:
Säure - Base - Gleichgewichte Schwache Säure - Starke Base Titration.