Вычислите pH 0.2 М раствора цианида калия при температуре 22°C.

Для вычисления pH 0.2 М раствора цианида калия (KCN) необходимо учитывать, что данный соль расщепляется на калий и цианид-ион (CN⁻), который является слабым основанием.

1. Определение равновесия: В растворе цианид-ион будет взаимодействовать с водой, принимая протон и образуя цианистую кислоту (HCN): \[ \text{CN}^- + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{HCN} + \text{OH}^- \]

2. Константа диссоциации: Для расчета pH нам нужна константа диссоциации для HCN. Она равна \( K_a = 6.2 \times 10^{-10} \). Из этого можно определить основание Kb для CN⁻ через отношение: \[ K_w = K_a \cdot K_b \] где \( K_w = 1 \times 10^{-14} \) при 25°C. Поэтому: \[ K_b = \frac{K_w}{K_a} = \frac{1 \times 10^{-14}}{6.2 \times 10^{-10}} \approx 1.61 \times 10^{-5} \]

3. Рассчет концентрации OH⁻: Теперь создадим уравнение для \( K_b \): \[ K_b = \frac{[HCN][OH^-]}{[CN^-]} \] Пусть \( x \) – это концентрация \( OH^- \), которая образуется при дизассоциации. Тогда: \[ K_b = \frac{x^2}{0.2 - x} \approx \frac{x^2}{0.2} \] Находим \( x \): \[ 1.61 \times 10^{-5} = \frac{x^2}{0.2} \] \[ x^2 = 1.61 \times 10^{-5} \cdot 0.2 = 3.22 \times 10^{-6} \] \[ x = \sqrt{3.22 \times 10^{-6}} \approx 1.79 \times 10^{-3} \text{ М} \]

4. Вычисление pOH и pH: Теперь найдем pOH: \[ pOH = -\log[OH^-] \approx -\log(1.79 \times 10^{-3}) \approx 2.75 \] Далее находим pH: \[ pH = 14 - pOH = 14 - 2.75 = 11.25 \]

Таким образом, pH 0.2 М раствора цианида калия при 22°C составляет приблизительно 11.25.