15.11 : Tuz Çözeltilerinin pH'sını Belirleme

Tuz çözeltileri asidik, bazik veya nötr olabilir. Tek tek iyonlar, çözeltisinin pH'ının yedinin altında, üstünde veya buna eşit olup olmayacağını belirlemek için incelenebilir. PH nötr katyonlar ve anyonlar içeren tuzlar nötr çözeltiler oluşturur.

Bu tuzlar, güçlü bir asit ve güçlü bir bazın karşı iyonlarından oluşur. Ne potasyum ne de nitrat asidik veya bazik özelliklere sahip olmadığından, saf sulu potasyum nitrat çözeltisinin pH'ı 7 olacaktır. Zayıf bir bazın karşı iyonu olan bir katyon ve güçlü bir asidin karşı iyonu olan bir anyon içeren tuzların pH'ı 7'nin altında olacaktır.

Bir amonyum bromür çözeltisinde, bromür iyonları pH nötr iken, amonyum iyonları asidiktir ve su moleküllerine protonlar verir. Güçlü bir bazın karşı iyonu olan bir katyon ve zayıf bir asidin karşı iyonu olan bir anyon içeren tuzların pH'ı 7'den büyük olacaktır. Bir sodyum asetat çözeltisinde, sodyum iyonları pH nötr iken asetat iyonları baziktir ve su moleküllerinden protonları kabul eder.

Bazı tuzlar, sırasıyla zayıf asit ve zayıf bazın karşı iyonları olan bir katyon ve anyon içerir. Katyonun Ka'sı anyonun Kb'sinden büyükse çözelti asidik;anyonun Kb'si katyonun Ka'sından büyükse bazik;Ka ve Kb eşitse nötr olacaktır. Bir amonyum nitrit çözeltisinde, amonyum için Ka, nitrit iyonları için Kb'den daha yüksektir;bu nedenle çözelti asidik olacaktır.

Asidik veya bazik bir iyon içeren bir tuz çözeltisinin tam pH'ı, bu iyonun konjugat asidi veya bazı için ayrışma sabiti kullanılarak belirlenebilir. 0, 35 M sodyum siyanürün pH'ı, konjugat asidinin Ka'sından siyanürün Kb'si hesaplanarak ve denge konsantrasyonunu belirlemek için bir ICE tablosu oluşturularak belirlenebilir. Sodyum katyonları su ile reaksiyona girmediğinden pH'ı etkilemezler ve ihmal edilebilirler.

Tersine, siyanür iyonları su moleküllerinden protonları kabul eder ve hidroksit iyonları üretir. Siyanür iyonları için Kb, Ka çarpı Kb eşittir Kw denklemi kullanılarak belirlenebilir. Hidrosiyanik asit için Ka değeri 4, 90×10⁻¹⁰ olduğundan, siyanür iyonları için Kb değeri 2, 04×10⁻⁵'dir.

Kb, hidrosiyanik asit konsantrasyonu çarpı hidroksit iyonları konsantrasyonunun siyanür iyonlarının konsantrasyonuna bölünmesine eşittir. Başlangıç ve denge konsantrasyonlarını ifade etmek için bir ICE tablosu oluşturulabilir. Denge konsantrasyonlarını ifadeye koyarsak, Kb eşittir x çarpı x bölü 0, 35 olur, bu da daha sonra 5 kuralı ile doğrulanabilir.

Denklemi çözdükten sonra, x 2, 7×10⁻³ molara eşittir. X, 0, 35 M'nin sadece yüzde 0, 77'si olduğundan, 0, 35 eksi x, 0, 35'e eşittir. Çözeltinin pOH'si, 2, 57'ye eşit olan 2, 7 10⁻³ M'lik negatif log alınarak hesaplanabilir.

pH artı pOH denklem, kullanılarak belirlenmiş çözeltinin pH'ı 14'e eşittir;bu nedenle, bu sodyum siyanür çözeltisinin pH'ı 11, 43'tür.