При каком pH равновесная концентрация сульфид-иона в 0,10 М в растворе сульфида аммония равна 0,01М?
Вопрос пользователя
При каком pH равновесная концентрация сульфид-иона в 0,10 М в растворе сульфида аммония равна 0,01М?
Ответ эксперта
надо найти [H+], а из нее рН= — lg[H+]
Диссоциация сульфида аммония на ионы:
(NH4)2S = 2NH4+ + S2-
1…………………………..1
след., aналитическая (общая) конц-я сульфидa аммония будет равна С общ.(S2-) = 0,10 М
Cульфид-ион может присутствовать в растворе в 2-х ионных формах — как сульфид S2- и гидросульфид НS-, и в виде недиссоциированных молекул слабой сероводородной кислоты Н2S.
Поэтому С общ.(S2-) будет складываться из концентраций собственно сульфид-ионов, гидросульфид-ионов и сероводородной кислоты (так получим уравнение материального баланса):
С общ.(S2-)= [S2-] + [НS-] + [Н2S].
Равновесные концентрации [НS-] и [Н2S] могут быть выражены через [S2-], используя выражения для константы диссоциации кислоты по первой и второй ступени:
[Н2S]= [H+]² ∙ [S2-] / (К1 ∙ К2)
[НS-]= [H+] ∙ [S2-] / К2
Подставив эти выражения в уравнение материального баланса, и вынося за скобку общий множитель — [S2-], получим:
С (S2-) = [S2-] ∙ {1 + [H+] / К2 + [H+]² / (К1 ∙ К2)}
Для Н2S:
К1 = 1,02⋅10^-7
К2= 2,51⋅10^-13
0,10 = 0,01 ∙ {1 + [H+] / 2,51⋅10^-13 + [H+]² / (1,02⋅10^-7∙ 2,51⋅10^-13)}
[H+] / 2,51⋅10^-13 + [H+]² / (1,02⋅10^-7∙ 2,51⋅10^-13) = 9
3,91⋅10^19[H+]² + 3,98⋅10^12[H+] — 9 = 0
Осталось вычислить [H+] из полученного квадратного уравнения и найти рН = — lg[H+] :
[H+]=2,270 ∙ 10^-12 М
рН=11,644 ≈11,64
