Hvad er pH-værdien af ​​en 0,067 M vandig opløsning af natriumpropionat NaC3H5O2?

1. Skriv den afbalancerede kemiske ligning for dissociationen af ​​natriumpropionat i vand:

NaC3H5O2(aq) → Na+(aq) + C3H5O2-(aq)

2. Propionationen (C3H5O2-) er en svag base og vil undergå hydrolyse i vand, hvilket producerer hydroxidioner (OH-) og øger opløsningens pH. Reaktionen for hydrolyse af propionation er:

C3H5O2-(aq) + H2O(l) ⇌ HC3H5O2(aq) + OH-(aq)

3. Ligevægtskonstanten for hydrolysen af ​​propionation er givet ved basedissociationskonstanten (Kb) for propionsyre (HC3H5O2):

Kb =[HC3H5O2][OH-]/[C3H5O2-]

4. Værdien af ​​Kb for propionsyre er 1,34 × 10^-5 ved 25°C.

5. Forudsat at hydrolysen af ​​propionation er ubetydelig (hvilket er en rimelig antagelse for en 0,067 M opløsning), kan koncentrationen af ​​hydroxidioner produceret ved hydrolyse beregnes ved hjælp af Kb-udtrykket:

[OH-] =Kb[C3H5O2-]/[HC3H5O2] ≈ Kb[C3H5O2-]

6. Ved at erstatte værdien af ​​Kb og koncentrationen af ​​propionation i ligningen ovenfor, får vi:

[OH-] ≈ (1,34 × 10^-5) (0,067) ≈ 9,0 × 10^-7 M

7. Til sidst kan vi beregne opløsningens pH ved hjælp af følgende ligning:

pH =-log[H3O+] =-log(Kw/[OH-])

hvor Kw er ionproduktkonstanten for vand (Kw =1,0 × 10^-14 ved 25°C).

8. Ved at erstatte værdien af ​​[OH-] i ligningen ovenfor får vi:

pH =-log(1,0 × 10^-14/9,0 × 10^-7) ≈ 8,75

Derfor er pH-værdien af ​​en 0,067 M vandig opløsning af natriumpropionat ca. 8,75.