Fun! słaby kwas kontra słaba zasada!

Cyjanek amonu, $ce{NH4CN}$, jest ciałem stałym, w którym atomy są zgrupowane w te same jony, które są generowane w roztworze: $ce{NH4+}$ i $ce{CN-}$. Chociaż może być sublimowany przy bardzo łagodnym ogrzewaniu, jest dość niestabilny. W szczególności reaguje z atmosferyczną parą wodną, wydzielając amoniak i HCN. Niebezpieczne rzeczy!

Pierwszą częścią odpowiedzi na 1. jest rozkład $NH4CN}$ na jony w roztworze wodnym, co powinno być oczywiste; jedną subtelnością jest to, że możesz chcieć dodać (s) i (aq) obok każdego gatunku, szczególnie jeśli twój profesor robi to z uwagą. Więc to jest dysocjacja. Dane w problemie nie pozwalają nam obliczyć stałej równowagi dysocjacji, ale można bezpiecznie powiedzieć, że jest ona bardzo wysoka, to znaczy, że dysocjacja jest całkowita: nie ma $NH4CN}$ jako takiego w roztworze.

Równania równowagi kwasowo-zasadowej mogą być takie, jak napisałeś. Ponownie, możesz chcieć dodać więcej informacji, jak na przykład to:

$${NH4+ (aq) + H2O <=> NH3 (aq) + H3O+ (aq)}$quad K=5.5 razy10^{-10}$$

Tutaj stała równowagi $K$ jest stałą dysocjacji kwasu $ce{NH4+}$, protonowanej formy (vel kwasu sprzężonego) amoniaku. Jej wartość uzyskałem dzieląc $K_mathrm w$, stałą dysocjacji wody (1,0$ razy10^{-14}$), przez $K_mathrm b$ amoniaku, podaną w zadaniu.

Zachęcam do dodania podobnych informacji dla równowagi z udziałem jonu cyjankowego. Podpowiedź: jeśli zachowasz reakcję tak, jak napisałeś, odpowiednim $K$ nie jest $K_mathrm a$ $ce{HCN}$, ale $K_mathrm b$ zdeprotonowanej formy (sprzężonej zasady), $ce{CN-}$.(Ale zamiast tego można rozważyć alternatywną reakcję $ce{HCN + H2O <=> CN- + H3O+}$, a wtedy stałą równowagi jest $K_mathrm a$ reakcji $ce{HCN}$.)

A co z częścią 2? Jedyną poprawną odpowiedzią na pytanie

Czy sól zareaguje jako kwas czy zasada?

jest „Może zareagować albo na jedno, albo na drugie, w zależności od tego, z czym reaguje”. Ale może chodzi im o to, czy roztwór soli jest kwaśny czy zasadowy. Jeśli tak, to jednym ze sposobów, aby się tego dowiedzieć, jest połączenie dwóch równań równowagi i ich $K$. Nie chcę całkowicie zdradzać problemu, ale pomyśl o tym w ten sposób:

• Jakie jest pH (powiedzmy) 1 M roztworu soli $HCN}$, w oparciu o $K_mathrm a$ soli $HCN}$?

  (Zakładam, że obliczanie pH roztworu czystego słabego kwasu lub czystej słabej zasady zostało omówione w kursie przed przejściem do pytania, które dzisiaj zamieściłeś.)

• Jakie jest pH 1 M roztworu $NH3}$, na podstawie $K_zasady b$?

• Czy $HCN}$ jest mocniejszym kwasem niż $NH3}$ jest zasadą, czy też $HCN}$ jest mocniejszą zasadą niż $HCN}$ jest kwasem? W oparciu o to, który z nich „wygra”, jeśli zmieszamy oba w równych proporcjach?

(Chodzi o to, że to, co otrzymamy rozpuszczając $NH4CN}$ jest nie do odróżnienia od tego, co otrzymamy mieszając równe ilości równomolowych roztworów $HCN}$ i amoniaku. Innymi słowy, jeśli zmieszamy 1 L 2 M roztworu $HCN}$ z 1 L 2 M roztworu amoniaku, to w rezultacie otrzymamy prawie 2 L 1 M roztworu $NH4CN}$. Przypis: „bardzo prawie”, ponieważ objętość nie zawsze jest zachowana dokładnie, w przeciwieństwie do masy.)

.