2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему
 
 Какое значение pH у столового уксуса?
Сообщение19.05.2018, 13:05 


14/08/16
72
Если массовая концентрация уксусной кислоты $9\%$ в водном растворе плотностью $1\frac{\text{кг}}{\text{л}}$, то молярность $C=1,4987\frac{\text{моль}}{\text{л}}$ и молярная доля $X=0,028815$. $X$ много больше константы диссоциации $K=0,0000175$, значит степень диссоциации можно считать через $\alpha=\sqrt{\frac{K}{X}}$ и водородный показатель будет
$pH=-\lg (C\cdot \alpha)=-\lg (C\cdot \sqrt{\frac{K}{X}})=-\lg 0,0369 = 1,43$
Но получается кислотность на порядок больше, чем написано (например $pH=2,3$) на некоторых сайтах, появляющихся первыми по запросу в гугле.
У меня неправильный расчёт или что-то весомое не учтено или на легко находимых сайтах ошибка?

 Профиль  
                  
 
 Re: Какое значение pH у столового уксуса?
Сообщение19.05.2018, 13:58 
Заслуженный участник


28/12/12
4978
ElectricDrive в сообщении #1313413 писал(а):
водородный показатель будет
$pH=-\lg (C\cdot \alpha)=-\lg (C\cdot \sqrt{\frac{K}{X}})=-\lg 0,0369 = 1,43$

Уравнение равновесия
$$[H^+][Ac^-]=K\cdot[HAc].$$
Отсюда $[H^+]=\sqrt{K\cdot[HAc]}\approx\sqrt{K\cdot C}.$
Подставляя ваши циферки, получаю $pH=-\lg([H^+])\approx 2.29$, как в справочнике. А вы зачем-то еще умножаете на корень из молярной концентрации воды.
(В скобках замечу, что писать размерную величину $K$ без указания единиц измерения - верный источник ошибок.)

 Профиль  
                  
 
 Re: Какое значение pH у столового уксуса?
Сообщение19.05.2018, 14:20 


14/08/16
72
DimaM в сообщении #1313431 писал(а):
$pH=-\lg([H^+])\approx 2.29$, как в справочнике.
Можете уточнить название этого справочника?

 Профиль  
                  
 
 Re: Какое значение pH у столового уксуса?
Сообщение19.05.2018, 14:28 
Заслуженный участник


28/12/12
4978
ElectricDrive в сообщении #1313438 писал(а):
Можете уточнить название этого справочника?

Я имел в виду приведенное вами число с "некоторых сайтов".
По сути, как я понимаю, вопросов больше нет? :wink:

 Профиль  
                  
 
 Re: Какое значение pH у столового уксуса?
Сообщение19.05.2018, 16:10 


14/08/16
72
DimaM в сообщении #1313431 писал(а):
(В скобках замечу, что писать размерную величину $K$ без указания единиц измерения - верный источник ошибок.)
Как прочитал в энциклопедии, справочнике и учебнике, так и написал.

 Профиль  
                  
 
 Re: Какое значение pH у столового уксуса?
Сообщение06.06.2018, 09:08 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


09/02/09
1983
Минск, Беларусь
DimaM в сообщении #1313431 писал(а):
(В скобках замечу, что писать размерную величину $K$ без указания единиц измерения - верный источник ошибок.)
Строго говоря, $K$ безразмерна. В выражение для неё подставляются концентрации, отнесённые к стандартной концентрации, либо давления, отнесённые стандартному давлению (если в равновесии участвуют газы). Безразмерность константы позволяет её, например, засовывать под логарифм :)

 Профиль  
                  
 
 Re: Какое значение pH у столового уксуса?
Сообщение06.06.2018, 10:24 
Заслуженный участник


28/12/12
4978
Droog_Andrey в сообщении #1317527 писал(а):
Строго говоря, $K$ безразмерна. В выражение для неё подставляются концентрации, отнесённые к стандартной концентрации, либо давления, отнесённые стандартному давлению (если в равновесии участвуют газы). Безразмерность константы позволяет её, например, засовывать под логарифм :)

Чего только химики не придумают, лишь бы не поступать по-человечески ;).
Писали бы нормально размерность, глядишь, ТС бы лишний раз подумал и не сделал такой глупой ошибки.

 Профиль  
                  
 
 Re: Какое значение pH у столового уксуса?
Сообщение10.06.2018, 16:43 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


09/02/09
1983
Минск, Беларусь
Ещё раз, медленно, почти по слогам :)

Константа равновесия - безразмерная величина.

В неё (в случае раствора) входят активности - множители вида $[A] = \gamma C_A / C_0$, где $\gamma$ - безразмерный коэффициент активности, $C_A$ - равновесная концентрация частиц $A$ в растворе, $C_0$ - стандартная концентрация, определённая как $10^3\,\text{моль}/\text{м}^3$.

 Профиль  
                  
 
 Re: Какое значение pH у столового уксуса?
Сообщение18.06.2018, 09:35 
Заслуженный участник


28/12/12
4978
Droog_Andrey в сообщении #1318731 писал(а):
В неё (в случае раствора) входят активности - множители вида $[A] = \gamma C_A / C_0$, где $\gamma$ - безразмерный коэффициент активности, $C_A$ - равновесная концентрация частиц $A$ в растворе, $C_0$ - стандартная концентрация, определённая как $10^3\,\text{моль}/\text{м}^3$.

Вот примерно о таких извращениях я и отзывался. Вместо того, чтобы нормально ввести размерную величину, лепят костыли, а люди потом страдают (см. первое сообщение темы).

 Профиль  
                  
 
 Re: Какое значение pH у столового уксуса?
Сообщение18.06.2018, 10:28 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


28/04/16
1446
DimaM в сообщении #1320734 писал(а):
Вот примерно о таких извращениях я и отзывался.

С химией безразмерность константы равновесия никак не связана. Константа равновесия связана с энергией Гиббса реакции уравнением
$\Delta_r G = RT \ln(K_\mathrm{eq})$, а:
0. ставить размерную величину под логарифм не очень хорошо
1. те самые "стандартные" концентрации -- это тупо константы, вытекающие из неопределенности термодинамических потенциалов (они определяются с точностью до константы). В качестве "точки отсчета потенциалов" приняты, как Вам известно, потенциалы атомов. И именно (косвенно) и задают то самое обезразмеривание этой злосчастной константы равновесия.

 Профиль  
                  
 
 Re: Какое значение pH у столового уксуса?
Сообщение18.06.2018, 11:20 
Заслуженный участник


28/12/12
4978
madschumacher в сообщении #1320741 писал(а):
С химией безразмерность константы равновесия никак не связана. Константа равновесия связана с энергией Гиббса реакции уравнением
$\Delta_r G = RT \ln(K_\mathrm{eq})$

Насколько я понимаю, все примерно наоборот
$$\mbox{концентрации в степенях}=\mbox{префактор}\cdot\exp(-\Delta G/RT).$$
Распределение Больцмана.
А префактор включает в себя частоты колебаний, тепловые скорости, стат. веса и т.п., которые и обеспечивают нужную размерность.

 Профиль  
                  
 
 Re: Какое значение pH у столового уксуса?
Сообщение18.06.2018, 12:30 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


28/04/16
1446
DimaM в сообщении #1320760 писал(а):
Распределение Больцмана.

Тьфу, минус забыл. :facepalm: Не надо было в автобусе писать.
DimaM в сообщении #1320760 писал(а):
А префактор включает в себя частоты колебаний, тепловые скорости, стат. веса и т.п., которые и обеспечивают нужную размерность.

Да нет там никакого префактора. Всё, что Вы перечислили, записано прямо (или косвенно) в $\Delta G$.
Мы же помним, что $F = RT \ln(Z)$. А если в терминах стат. термодинамики, то константа равновесия -- это просто соотношение стат.сумм продуктов и реагентов (в соответствующих степенях). О размерности стат.суммы говорить, думаю, не стоит. :wink:

 Профиль  
                  
 
 Re: Какое значение pH у столового уксуса?
Сообщение19.06.2018, 02:59 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


09/02/09
1983
Минск, Беларусь
madschumacher, спасибо за аргументы.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 13 ] 

Модераторы: photon, Toucan, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group