by 
Δημοσιεύτηκε από το χρήστη Χαρκοπλιάς Κώστας στις 10 Δεκέμβριος 2013 στις 22:35 στην ομάδα Χημεία Γ΄Λυκείου
Είναι σωστό για τη μελέτη του υδατικού διαλύματος ασθενούς οξέος ΗΑ 0,1Μ-ΝΗ4Α 0,1Μ
να γράψουμε τη διάσταση: ΝΗ4Α →ΝΗ4+ + Α–
και τους ιοντισμούς ΗΑ + Η2Ο ↔ Α– + Η3Ο+ και ΝΗ4+ + Η2Ο↔ΝΗ3+ Η3Ο+
Δηλ. η [Η3Ο+] καθορίζεται από το πόσο διαφέρει η Κa του ΝΗ4+ από την Κa του ΗΑ;
Το διάλυμα ΗΑ 0,1Μ-ΝΗ4Α 0,1Μ θεωρείται ρυθμιστικό;
Νομίζω διαιθητικά ότι είναι
ΗΑ 0,2Μ-ΝΗ3 0,1Μ
Άρα ΗΑ + Η2Ο ↔ Α– + Η3Ο+
και ΝΗ3 + Η2Ο↔ΝΗ4+ ΟΗ–
προκύπτει ρυθμιστικό και προς τις δυο κατευθύνσεις αλλά με διαφορετκή ικανότητα προς τις δυο κατεθύνσεις
Για να βεβαιωθώ πρέπει να ασχοληθώ ώρα (μάλλον αρχίζει η λήθη μετά από 5,5 χρόνια )…. Κώστα μια ανάλογη συζήτηση έχει γίνει εδώ
Το “κλειδί” ‘οντως είναι η διαφορά ανάμεσα στις 2 Κ που δείχνει εάν οι πόσο μετατοπισμένη είναι η ισορροπία μεταξύ των δύο όξινων μορφών οπότε εάν οι συγκεντρώσεις των ΗΑ και ΝΗ4+ είναι πραγματικά αυτές με τις οποίες ξεκινάς
Δημήτρη συγχώρεσέ με δε σε κατάλαβα τι μου απαντάς
Αντώνη έλυσα κι άλλες απορίες μου με την παραπομπή σου.
Τελικά το διάλυμα ΗΑ 0,1Μ-ΝΗ4Α 0,1Μ είναι ρυθμιστικό ή πρέπει το άλας του ΗΑ να προέρχεται από την εξουδετέρωσή του από ισχυρή βάση π.χ. NaA, KA κ.λ.π.;
…. κατά την άποψη μου , ναί είναι ρυθμιστικό.
Σημασία έχει να συνυπάρχουν οι δύο συζυγείς μορφές σε παραπλήσιες συγκεντρώσεις και όχι ο τρόπος παρασκευής ( ή η “γειτονία” )
Και επίσης σε όχι πολύ μικρές συγκεντρώσεις όπως είχαμε πει Αντώνη. Πρέπει μάλλον C>0,003M.
Αν η Κα του ΗΑ είναι αρκετά μεγαλύτερη της Κα του ΝΗ4+ (που είναι περίπου 10-9) τότε έχουμε ένα ρυθμιστικό διάλυμα ΗΑ /Α– και μαλιστα ισομοριακό, οπότε η συγκέντρωση των Η3Ο+ είναι ίση με την Κα. Αν χρησιμοποιήσουμε τις ισορροπίες
ΗΑ + Η2Ο ↔ Α– + Η3Ο+ και
ΝΗ4+ + Η2Ο ↔ ΝΗ3 + Η3Ο+
βρίσκουμε τη [Η3Ο+ ].
Αν όμως το Κα είναι πολύ ασθενές οξύ (πχ το ΗCN) με Κα της τάξης των 10-9 – 10-10 τότε επειδή το ιόν A– είναι πιο ισχυρή ως βάση σε σχέση με τα οξέα ΗΑ και ΝΗ4+, οι παραπάνω ισορροπίες ναι μεν περιγράφουν το φαινόμενο, αλλά δεν μπορούμε να τις χρησιμοποιήσουμε (τουλάχιστο όχι εγώ) για να βρούμε τη [Η3Ο+]. Γιατί η ποσότητα του ΗΑ αυξάνεται στην ισορροπία και είναι μεγαλύτερη του 0,1Μ και μάλιστα αυξάνεται κατά σημαντικό ποσοστό (α>30%).
Πρέπει να δουλέψουμε, όπως δουλεύουμε σε ένα άλας που υδρολύονται και τα δύο ιόντα του,
Α– + Η2Ο ↔ ΗΑ + ΟΗ–
και
ΝΗ4+ + Η2Ο ↔ ΝΗ3 + Η3Ο+
με το πρόβλημα ότι θα έχουμε και επιπλέον συγκέντρωση του ΗΑ, οπότε είναι λίγο πολύπλοκη η λύση…
Επειδή ο ιοντισμός του ενός ευνοεί τον ιοντισμό του άλλου (αφού τα παραγόμενα ιόντα υδρογόνου και υδροξειδίου εξουδετερώνονται) περιμένουμε βαθμούς ιοντισμού αρκετά μεγάλους (πχ. > 30%).
Τέλος, θα έχουμε δύο ζεύγη συζυγών μορφών σε παραπλήσια συγκέντρωση, οπότε θα είναι και αυτό ρυθμιστικό διάλυμα.
Ρυθμιστικό διάλυμα είναι κάθε διάλυμα που έχει καλή “αντοχή” σε μεταβολές pH κατα την αραίωση και την προσθήκη μικρών ποσοτήτων ισχυρών οξέων ή βάσεων. Με βάση αυτό το διάλυμα ΝΗ3/ΝΗ4Α είναι ρυθμιστικό γιατί ναι μεν έχουμε επιπλέον τον ιντισμό της βάσης Α- αλλά λόγω μικρότερης Κb απο την kb της ΝΗ3 τα ΟΗ- που παράγονται απο τον ιοντισμό αυτό είναι αμελητέα σε σχέση με αυτά που παράγονται απο την αμμωνία. Ένα διάλυμα όμως ΝΗ3/ΝΗ4CL/CH3NH2 είναι ρυθμιστικό; Κατα την αποψή μου όχι γιατί τα ΟΗ- που παράγονται απο τις 2 βάσεις είναι ίδιας τάξης μεγέθους. Πάντως η άποψή μου είναι ότι σε λυκειακό επίπεδο ο μαθητής αντιλαμβάνεται το ρυθμιστικό ως ένα διάλυμα που περιέχει τα 2 συζυγή και όχι άλλον ασθενή ηλεκτρολύτη και επιπλέον ότι ισχύει η εξίσωση Henderson. Οπότε θεωρώ λανθασμένο να τεθεί θέμα αν είναι ρυθμιστικό το διάλυμα ΝΗ3/ΝΗ4F ή διαλύματα όπως ΗΑ/ΝαΑ/ΗΒ/ΝαΒ, Η2SO4/NaHSO4 κ.τ.λ.