Question

求0.2mol/lNH3和0.2mol/lNH+4CI溶液的pH?已知Kb(NH3)=1.8x10

Answer 1

首先，根据氨水在水中的电离平衡反应：
NH3 + H2O NH4+ + OH-

氨水的碱性是由其产生的氢氧根离子（OH-）决定的。根据氨水的酸碱性质，可写出其碱度常数表达式：
Kb = [NH4+][OH-] / [NH3]

对于 0.2 mol/L NH3 溶液，它的摩尔浓度为 0.2 mol/L，因此 [NH3] = 0.2 mol/L，[NH4+] 和 [OH-] 都为 x（这里假设 NH3 水解产生的 NH4+ 和 OH- 的浓度变化量非常小，可以忽略），代入上述表达式可得：
Kb = x^2 / 0.2

解上式，得到：x = 0.0224 mol/L

由于 NH4+ 是弱酸，因此将其水解方程式写出来：
NH4+ + H2O NH3 + H3O+

NH4+ 水解产生的 H3O+ 的浓度为 x，代入酸解离常数表达式，可得：
Ka = [NH3][H3O+] / [NH4+]

将 [NH3] 和 [NH4+] 均代入上述方程，可得：
Ka = (0.2 - x) x / 0.2

由于 NH4+ 和 NH3 的离子浓度比较接近，因此可以将 x 近似等于 0.0224 mol/L，代入上述方程可得：
Ka = 5.6 x 10^-10

根据酸碱反应的质量守恒原理，可得：
[NH4+] + [NH3] = 0.2

由此可以解出 [NH4+] = 0.0126 mol/L

NH4+ 水解产生的 H3O+ 浓度为 x，因此 [H3O+] = x = 0.0224 mol/L

综上所述，0.2 mol/L NH3 溶液的 pH 等于 11.32。

对于 0.2 mol/L NH4Cl 溶液，其 pH 可以通过求解 NH4Cl 的离解反应和 NH4+ 的水解反应的平衡浓度来计算。由于 NH4Cl 是弱酸弱碱盐，因此其水解反应和离解反应都需要考虑。

NH4Cl 的离解反应式为：
NH4Cl NH4+ + Cl-

由于 NH4Cl 是弱酸弱碱盐，其离解程度较小，因此可以假设 [NH4+] 和 [Cl-] 相等，即 [NH4+] = [Cl-] = x。

NH4+ 水解反应式为：
NH4+ + H2O NH3 + H