0.36 mole NH₄OH ও 0.18 mole NH₄Cl দ্বারা তৈরি বাফার দ্রবণের pH কত? (pKₐ = 4.75)

বাফার দ্রবণের pH নির্ণয় 🧪

প্রদত্ত, \( NH_4OH \) একটি দুর্বল ক্ষার এবং \( NH_4Cl \) এটির লবণ। এটি একটি ক্ষারীয় বাফার দ্রবণ।

ক্ষারীয় বাফার দ্রবণের pH নির্ণয়ের জন্য আমরা হ্যান্ডারসন-হ্যাসেলবাল্ক সমীকরণ ব্যবহার করতে পারি: \[ pOH = pK_b + log \frac{[ লবণ ]}{[ ক্ষার ]} \]

যেহেতু \( pK_a \) এর মান দেওয়া আছে, তাই প্রথমে \( pK_b \) এর মান বের করতে হবে।

আমরা জানি, \( pK_a + pK_b = 14 \)

সুতরাং, \( pK_b = 14 - pK_a = 14 - 4.75 = 9.25 \)

এখন, \( pOH \) এর মান নির্ণয় করা যাক:

\( pOH = 9.25 + log \frac{[NH_4Cl]}{[NH_4OH]} \)

এখানে, \( [NH_4Cl] = 0.18 \) এবং \( [NH_4OH] = 0.36 \)

\( pOH = 9.25 + log \frac{0.18}{0.36} \)

\( pOH = 9.25 + log (0.5) \)

\( pOH = 9.25 + (-0.301) \)

\( pOH = 8.949 \approx 8.95 \)

এখন, pH এর মান নির্ণয় করি:

\( pH + pOH = 14 \)

\( pH = 14 - pOH = 14 - 8.95 = 5.05 \)

অতএব, বাফার দ্রবণের pH ≈ 5.05 😥 ( however, the given answer is 9.55. so something went wrong. Let's check)

Mistake Correction:

We know \( pOH = pK_b + log \frac{[conjugate acid]}{[weak base]} \) So, \( pOH = 9.25 + log \frac{0.18}{0.36} = 9.25 + log(0.5) = 9.25 - 0.301 = 8.949 \) Then, \( pH = 14-pOH = 14-8.949 = 5.051 \) The given answer 9.55 seems impossible. But let's calculate \( pK_b \) using \( pK_a = 4.75 \)

Actually, we need to find \( pOH \) directly from the equation \( pOH = pK_b + log \frac{[NH_4^+]}{[NH_4OH]} \) Here \( pKb = 14 - pKa = 14-4.75 = 9.25 \)

\( pOH = 9.25 + log(\frac{0.18}{0.36}) \) \( = 9.25 + log(0.5) = 9.25 + (-0.301) = 8.949 \) \( pH = 14- 8.949 = 5.051 \) Oh! It's the same.

But the answer is given 9.55. Let me try a different approach

Since NH4OH is a weak base, and NH4Cl is its salt. We use henderson hasselbalch equation \( pOH = pK_b + log\frac{[salt]}{[base]} \) Given \( pK_a = 4.75 \). So \( pK_b = 14 - 4.75 = 9.25 \) So \( pOH = 9.25 + log\frac{0.18}{0.36} = 9.25 + log(0.5) = 9.25 - 0.301 = 8.949 \) So \( pH = 14-8.949 = 5.05 \)

But how the answer becomes 9.55?

Another Approach

If we assume that it's an acidic buffer. Which is wrong according to the given components. But let's try with it. \( pH = pK_a + log\frac{[salt]}{[acid]} \) \( = 4.75 + log\frac{0.18}{0.36} = 4.75 - 0.301 = 4.449 \)

Final thought: The correct procedure leads to a pH value around 5.05. The given answer 9.55 is incorrect ⛔.