Бесплатные калькуляторы

Примеры запросов: процентыипотекаплощадь✓ 8 331 работающий калькулятор

ХИМИЯ · КИСЛОТЫ И ОСНОВАНИЯ · ОНЛАЙН

Равновесие двухосновной кислоты по ступеням — для смеси нескольких слабых кислот

Равновесие двухосновной кислоты по ступеням — для смеси нескольких слабых кислот. Двухступенчатая диссоциация H₂A ⇄ HA⁻ ⇄ A²⁻ с расчётом по активностям. Вычисления основаны на сохранении аналитической концентрации и соблюдении электронейтральности раствора.

✓ Бесплатно⌁ С пояснением✦ Без регистрации
⚗
КАЛЬКУЛЯТОР

Введите данные

Укажите измеренное значение. Допустимый интервал: 1e-05–3.
Укажите измеренное значение. Допустимый интервал: 1e-13–0.1.
Укажите измеренное значение. Допустимый интервал: 1e-14–0.01.
Укажите измеренное значение. Допустимый интервал: 1e-06–0.45.
Укажите измеренное значение. Допустимый интервал: 278.15–323.15.
Укажите измеренное значение. Допустимый интервал: 1e-05–3.
Укажите измеренное значение. Допустимый интервал: 1e-13–0.1.
Укажите измеренное значение. Допустимый интервал: 0–1.
✓ Исходные значения передаются серверу только для выполнения расчёта. Регистрация не нужна.
ВАШ РЕЗУЛЬТАТ✓ Вычислено

Кислотно-основное равновесие

pH по активности H⁺3,659517
Буферная ёмкость, моль/(л·pH)0,03215
Расчётная ионная сила, моль/л0,020266
Концентрация H⁺, моль/л0,000265
Концентрация OH⁻, моль/л5.517264e-11
Двухосновная кислота H₂A · форма 1, %64,442504
Двухосновная кислота H₂A · форма 1, моль/л0,032221
Двухосновная кислота H₂A · форма 2, %35,554631
Двухосновная кислота H₂A · форма 2, моль/л0,017777
Двухосновная кислота H₂A · форма 3, %0,002864
Двухосновная кислота H₂A · форма 3, моль/л0,000001
Дополнительная кислота HB · форма 1, %90,062075
Дополнительная кислота HB · форма 1, моль/л0,022516
Дополнительная кислота HB · форма 2, %9,937925
Дополнительная кислота HB · форма 2, моль/л0,002484
Зарядовый остаток, моль/л-1.734723e-18

«Копировать картинку» помещает изображение результата в буфер обмена без сохранения файла — его можно сразу вставить в мессенджер или документ. Картинка и PDF содержат ссылку на calc-calc.ru.

Решение уравнения электронейтральности или распределения при заданном pH. Ионная сила — вводимый фон, коэффициенты активности — приближение Дэвиса.

Был ли калькулятор полезен?Одно касание — и мы поймём, какие инструменты улучшать.
ПОДРОБНЫЙ РАЗБОР · ФОРМУЛЫ И ПРИМЕРЫ

Равновесие двухосновной кислоты по ступеням — для смеси нескольких слабых кислот — формулы, пример и ограничения

Калькулятор «Равновесие двухосновной кислоты по ступеням — для смеси нескольких слабых кислот» предназначен для оценки В растворе существуют три связанные кислотно-основными превращениями формы: нейтральная H₂A, однозарядная HA⁻ и двухзарядная A²⁻. Доля каждой определяется двумя константами диссоциации и активностью ионов водорода. при условии «смешение компонентов». Сумма концентраций H₂A, HA⁻ и A²⁻ должна оставаться равной общей аналитической концентрации независимо от конечного значения pH. В форме собраны именно те исходные параметры, которые используются в выбранном расчёте.

Расчёт включает pH, распределение форм вещества, зарядовый остаток и буферную ёмкость. Условия задачи: одновременное присутствие нескольких кислотных и основных компонентов. Здесь нельзя заменять физический баланс простым усреднением уже рассчитанных pH; все концентрации должны относиться к общему раствору. Для расчёта «Равновесие двухосновной кислоты по ступеням — для смеси нескольких слабых кислот» проверьте «Аналитическая концентрация основного вещества, моль/л» (по умолчанию 0.05).

Химический смысл задачи

Двухосновной кислоты посвящён этот расчёт. В растворе существуют три связанные кислотно-основными превращениями формы: нейтральная h₂a, однозарядная ha⁻ и двухзарядная a²⁻. доля каждой определяется двумя константами диссоциации и активностью ионов водорода. определяется равновесием между молекулярными и ионными формами. Сумма концентраций H₂A, HA⁻ и A²⁻ должна оставаться равной общей аналитической концентрации независимо от конечного значения pH. Для постановки «Равновесие двухосновной кислоты по ступеням — для смеси нескольких слабых кислот» контрольное поле на этом этапе — «Температура раствора, К» (по умолчанию 298.15).

Ключевая химическая особенность случая «смешение компонентов» состоит в следующем: Смесь нельзя рассчитывать как два независимых значения pH: все протонные равновесия устанавливаются одновременно. В калькуляторе не скрывается готовое значение pH: оно либо задаётся как независимое измерение, либо находится из равновесия. Для постановки «Равновесие двухосновной кислоты по ступеням — для смеси нескольких слабых кислот» контрольное поле на этом этапе — «Концентрация второй слабой кислоты, моль/л» (по умолчанию 0.025).

Постоянные равновесия необходимо относить к одной температуре, а концентрации — к одному конечному объёму. Сравните доли однозарядного и двухзарядного аниона: они не обязаны быть равными даже при близких величинах Ka₁ и Ka₂. Такая постановка отличает эту страницу от элементарного расчёта для одной кислоты в идеальном растворе. Для постановки «Равновесие двухосновной кислоты по ступеням — для смеси нескольких слабых кислот» контрольное поле на этом этапе — «Ka дополнительной одноосновной кислоты при 298 К» (по умолчанию 2e-05).

Подготовка исходных данных

Начните с поля «Аналитическая концентрация основного вещества, моль/л» (по умолчанию 0.05). Измеренное число должно относиться к условиям готового раствора, а не к исходной навеске до смешения. Если поле задаёт Ka, подставляйте константу, а не её отрицательный десятичный логарифм pKa. Для постановки «Равновесие двухосновной кислоты по ступеням — для смеси нескольких слабых кислот» контрольное поле на этом этапе — «Добавлено сильного основания, моль/л готового раствора» (по умолчанию 0.02).

Далее введите «Первая термодинамическая Ka при 298 К» (по умолчанию 0.0001) и «Вторая термодинамическая Ka при 298 К» (по умолчанию 1e-08). Проверяйте единицы: концентрации даны в моль/л, объёмы в миллилитрах, температура в кельвинах. Тепловой эффект диссоциации, если он имеется, обозначен в кДж/моль. Для постановки «Равновесие двухосновной кислоты по ступеням — для смеси нескольких слабых кислот» контрольное поле на этом этапе — «Аналитическая концентрация основного вещества, моль/л» (по умолчанию 0.05).

Среди остальных данных присутствует «Добавлено сильного основания, моль/л готового раствора» (по умолчанию 0.02). Его изменение соответствует определённой химической операции, а не условному поправочному коэффициенту. Для сценария «смешение компонентов» особенно важно различать чистую кислоту, её соль и внешний электролит. Для постановки «Равновесие двухосновной кислоты по ступеням — для смеси нескольких слабых кислот» контрольное поле на этом этапе — «Первая термодинамическая Ka при 298 К» (по умолчанию 0.0001).

Какие уравнения решаются

Основная зависимость: Ka1 = a(H+)a(HA−)/a(H2A), Ka2 = a(H+)a(A²−)/a(HA−); зарядовый баланс. В этой задаче одновременно выполняются равновесные соотношения и общий баланс аналитических концентраций. Расчёт не предполагает, что степень диссоциации заранее известна. Для постановки «Равновесие двухосновной кислоты по ступеням — для смеси нескольких слабых кислот» контрольное поле на этом этапе — «Вторая термодинамическая Ka при 298 К» (по умолчанию 1e-08).

При неизвестном pH концентрация H⁺ подбирается из уравнения электронейтральности. В него входят ионы реагентов, водород, гидроксид и все зарядовые формы рассматриваемых кислот или оснований. Смесь нельзя рассчитывать как два независимых значения pH: все протонные равновесия устанавливаются одновременно. Для постановки «Равновесие двухосновной кислоты по ступеням — для смеси нескольких слабых кислот» контрольное поле на этом этапе — «Фоновая ионная сила, моль/л» (по умолчанию 0.045).

Для неидеального раствора используются приближённые коэффициенты активности по уравнению Дэвиса и заданная фоновая ионная сила. Температурная поправка на Ka основана на приближённом уравнении Вант-Гоффа с постоянной энтальпией, когда она введена. Для постановки «Равновесие двухосновной кислоты по ступеням — для смеси нескольких слабых кислот» контрольное поле на этом этапе — «Температура раствора, К» (по умолчанию 298.15).

Пример и чтение ответа

При значениях, предложенных в форме, рассчитывается pH по активности H⁺: 3.6595165246. Этот показатель означает активность водородных ионов, поэтому его не нужно автоматически отождествлять с отрицательным логарифмом аналитической концентрации H⁺. Для постановки «Равновесие двухосновной кислоты по ступеням — для смеси нескольких слабых кислот» контрольное поле на этом этапе — «Концентрация второй слабой кислоты, моль/л» (по умолчанию 0.025).

В том же опыте получается Буферная ёмкость, моль/(л·pH): 0.032150040864. Буферная ёмкость относится к малому изменению pH около данного состава, а не к общему запасу основания для титрования до выбранной конечной точки. Для постановки «Равновесие двухосновной кислоты по ступеням — для смеси нескольких слабых кислот» контрольное поле на этом этапе — «Ka дополнительной одноосновной кислоты при 298 К» (по умолчанию 2e-05).

Ещё один результат — Расчётная ионная сила, моль/л: 0.020266093675. Он позволяет проверить внутреннюю согласованность формы электролита. Чтобы увидеть чувствительность расчёта, измените «Ka дополнительной одноосновной кислоты при 298 К» (по умолчанию 2e-05), сохранив другие параметры в допустимом диапазоне. Для постановки «Равновесие двухосновной кислоты по ступеням — для смеси нескольких слабых кислот» контрольное поле на этом этапе — «Добавлено сильного основания, моль/л готового раствора» (по умолчанию 0.02).

Ограничения точности

Для раствора двухосновной кислоты модель остаётся приближённой. Она не учитывает появление твёрдой фазы, химических комплексов, гидролиза посторонних соединений и изменение ионной силы из-за неописанных примесей. Сравните доли однозарядного и двухзарядного аниона: они не обязаны быть равными даже при близких величинах Ka₁ и Ka₂. Для постановки «Равновесие двухосновной кислоты по ступеням — для смеси нескольких слабых кислот» контрольное поле на этом этапе — «Аналитическая концентрация основного вещества, моль/л» (по умолчанию 0.05).

Уравнение Дэвиса применяется для водных электролитов умеренной ионной силы; оно не обеспечивает лабораторную точность в концентрированных солевых растворах. Если меняется фоновая солёность, для расчёта активности нужны соответствующие экспериментальные данные. Для постановки «Равновесие двухосновной кислоты по ступеням — для смеси нескольких слабых кислот» контрольное поле на этом этапе — «Первая термодинамическая Ka при 298 К» (по умолчанию 0.0001).

В задачах на титрование учитывается разбавление после добавления реагента, но не моделируется изменение объёма при смешении сверх простой аддитивности. В пределах сценария «смешение компонентов» следует использовать реальные данные о составах растворов, а не номинальные pH исходных бутылок. Для постановки «Равновесие двухосновной кислоты по ступеням — для смеси нескольких слабых кислот» контрольное поле на этом этапе — «Вторая термодинамическая Ka при 298 К» (по умолчанию 1e-08).

Практическое применение и контроль

Если нужно подготовить буфер или сравнить две смеси, сначала выполните расчёт с исходным набором и запишите pH по активности H⁺: 3.6595165246. Затем измените только один химически независимый показатель, например «Добавлено сильного основания, моль/л готового раствора» (по умолчанию 0.02), и сравните доли ионных форм. Для постановки «Равновесие двухосновной кислоты по ступеням — для смеси нескольких слабых кислот» контрольное поле на этом этапе — «Фоновая ионная сила, моль/л» (по умолчанию 0.045).

Обращайте внимание на сумму долей форм одного соединения и вычисленный зарядовый остаток. Первый контроль должен давать близко к 100%, второй — близко к нулю для равновесного раствора; при заранее заданном pH ненулевой остаток показывает необходимость соответствующих противоионов. Для постановки «Равновесие двухосновной кислоты по ступеням — для смеси нескольких слабых кислот» контрольное поле на этом этапе — «Температура раствора, К» (по умолчанию 298.15).

При выборе между рецептами полезны также Буферная ёмкость, моль/(л·pH): 0.032150040864 и Концентрация H⁺, моль/л: 0.00026466147257. Смесь нельзя рассчитывать как два независимых значения pH: все протонные равновесия устанавливаются одновременно. Итоговые числа пригодны для учебной оценки и предварительного планирования, но не заменяют экспериментальной проверки состава и кислотности. Для постановки «Равновесие двухосновной кислоты по ступеням — для смеси нескольких слабых кислот» контрольное поле на этом этапе — «Концентрация второй слабой кислоты, моль/л» (по умолчанию 0.025).

Формула расчёта

ОСНОВНАЯ ФОРМУЛА

Ka1 = a(H+)a(HA−)/a(H2A), Ka2 = a(H+)a(A²−)/a(HA−); зарядовый баланс

Проверенные примеры

Расчёт при исходных условиях

Используйте исходные значения полей: Аналитическая концентрация основного вещества, моль/л — 0.05; Первая термодинамическая Ka при 298 К — 0.0001; Вторая термодинамическая Ka при 298 К — 1.0E-8; Фоновая ионная сила, моль/л — 0.045; Температура раствора, К — 298.15; Концентрация второй слабой кислоты, моль/л — 0.025; Ka дополнительной одноосновной кислоты при 298 К — 2.0E-5; Добавлено сильного основания, моль/л готового раствора — 0.02.

pH по активности H⁺ = 3.6595165246; Буферная ёмкость, моль/(л·pH) = 0.032150040864; Расчётная ионная сила, моль/л = 0.020266093675; Концентрация H⁺, моль/л = 0.00026466147257.

Расчёт при изменённом режиме

Проверим зависимость результатов от небольшого изменения входных измерений.

pH по активности H⁺ = 3.6485310958; Буферная ёмкость, моль/(л·pH) = 0.032089967781; Расчётная ионная сила, моль/л = 0.019972170421; Концентрация H⁺, моль/л = 0.00027078143421.

Как пользоваться онлайн-калькулятором

  1. Начните с параметров: аналитическая концентрация основного вещества, моль/л, первая термодинамическая ka при 298 к, вторая термодинамическая ka при 298 к.
  2. Заполните остальные поля. Ka заданы как термодинамические константы при 298,15 К; ионная сила вводится в моль/л.
  3. Нажмите «Рассчитать». Проверьте pH, массовое распределение форм и зарядовый остаток.
  4. Двухступенчатая диссоциация H₂A ⇄ HA⁻ ⇄ A²⁻ с расчётом по активностям.
ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ

Частые вопросы

Чем отличаются pH и концентрация протонов?

pH равен минус десятичному логарифму активности водородных ионов, а не просто их концентрации.

Где применима модель?

Двухступенчатая диссоциация H₂A ⇄ HA⁻ ⇄ A²⁻ с расчётом по активностям. Не предназначена для сильно концентрированных электролитов и сложных комплексов.

Похожие калькуляторы

⚗ХИМИЯ · КИСЛОТЫ И ОСНОВАНИЯ

PH смеси амфолитов — в области близкой к эквивалентности

PH смеси амфолитов — в области близкой к эквивалентности: расчёт pH, состава форм и буферной ёмкости. Исходные параметры: аналитическая концентрация основного вещества, моль/л, первая термодинамическая ka при 298 к, вторая термодинамическая ka при 298 к. Анализ электронейтральности и активности ионов.

⚗ХИМИЯ · КИСЛОТЫ И ОСНОВАНИЯ

PH смеси амфолитов — для многоступенчатого протонирования

PH смеси амфолитов — для многоступенчатого протонирования: расчёт pH, состава форм и буферной ёмкости. Исходные параметры: аналитическая концентрация основного вещества, моль/л, первая термодинамическая ka при 298 к, вторая термодинамическая ka при 298 к. Анализ электронейтральности и активности ионов.

⚗ХИМИЯ · КИСЛОТЫ И ОСНОВАНИЯ

PH смеси амфолитов — для смеси нескольких слабых кислот

PH смеси амфолитов — для смеси нескольких слабых кислот: расчёт pH, состава форм и буферной ёмкости. Исходные параметры: концентрация первой слабой кислоты, моль/л, концентрация второй слабой кислоты, моль/л, первая термодинамическая ka при 298 к. Анализ электронейтральности и активности ионов.

ПОДЕЛИТЬСЯ ИНСТРУМЕНТОМ

Встроить на свой сайт

Вставьте этот код в HTML-блок на своём сайте. Посетители смогут пользоваться калькулятором без перехода.

Прямая ссылка: https://calc-calc.ru/embed/calc_998913/

Предварительный просмотр