Ćwiczenia w obliczeniach pH elektrolitów mocnych

Jak obliczyć pH roztworu?

Ważne!

Elektrolity mocne to takie związki, które rozpuszczone w wodzie całkowicie dysocjują na kationy i aniony. Do mocnych elektrolitów zaliczamy mocne kwasy i mocne wodorotlenki.

Jednoprotonowy kwas mocny dysocjuje zgodnie ze schematem:

HA + H_{2} O \to H_{3} O^{+} + A^{-}

A $n$ -wodorotlenowy mocny wodorotlenek zgodnie ze schematem:

M e {(OH)}_{n} \to M e^{n +} + n {OH}^{-}

Ćwiczenie 1

RTBRVHplgqprm

Krok 1. Dane i szukane Dane:

C indeks dolny, HA, koniec indeksu dolnego, równa się, zero przecinek zero dwa początek ułamka, mol, mianownik, dm indeks górny, trzy, koniec indeksu górnego, koniec ułamka
Szukane:

pH, równa się, ?, Krok 2. Równanie reakcji dysocjacji Zapisz równanie reakcji dysocjacji:
H A, plus, H indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego, O, strzałka, H indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego, O, plus, A indeks górny, minus, koniec indeksu górnego Z równania reakcji wynika, że z 1 mola cząsteczek H A otrzymujemy 1 mol jonów hydroniowych., Krok 3. Obliczenie pH Zastosuj wzór na obliczenie pH. pH, równa się, minus, logarytm o podstawie dziesięć z nawias kwadratowy, H indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego, O indeks górny, plus, koniec indeksu górnego, zamknięcie nawiasu kwadratowego, równa się, minus, logarytm o podstawie dziesięć z zero przecinek zero dwa, równa się, jeden przecinek sześć dziewięć dziewięć Możesz skorzystać z tablicy logarytmicznej zamieszczonej w Karcie Maturalnej: Ilustracja przedstawiająca tablicę logarytmiczną z CKE. Pierwsza podana wartość do x, zaś druga logarytm z x. 0,01; -2,000. 0,02; -1,699, 0,03; -1,523, 0,04; -1,398, 0,05; -1,301, 0,06; -1,222, 0,07; -1,155, 0,08; -1,097, 0,09; -1,046, 0,10; -1,000, 0,11; -0,959, 0,12; -0,921, 0,13; -0,886, 0,14; -0,854, 0,15; -0,824, 0,16; -0,796, 0,17; -0,770, 0,18; -0,745, 0,19; -0,721, 0,20; -0,699, 0,21; -0,678, 0,22; -0,658, 0,23; -0,638, 0,24; -0,620, 0,25; -0,602, 0,26; -0,585, 0,27; -0,569, 0,28; -0,553, 0,30; -0,523, 0,31; -0,509, 0,32; -0,495, 0,33; -0,481, 0,34; -0,469, 0,35; -0,456, 0,36; -0,444, 0,37; -0,432, 0,38; -0,420, 0,39; -0,409, 0,40; -0,398, 0,41; -0,387, 0,42; -0,377, 0,43; -0,367, 0,44; -0,357, 0,45; -0,347, 0,46; -0,337, 0,47; -0,328, 0,48; -0,319, 0,49; -0,310, 0,50; -0,301, 0,51; -0,292, 0,52; -0,284, 0,53; -0,276, 0,54; -0,268, 0,50; -0,260, 0,56; -0,252, 0,57; -0,244, 0,58; -0,237, 0,59; -0,229, 0,60; -0,222, 0,61; -0,215, 0,62; -0,208, 0,63; -0,201, 0,64; -0,194, 0,65; -0,187, 0,66; -0,180, 0,67; -0,174, 0,68; -0,167, 0,69; -0,161, 0,70; -0,155, 0,71; -0,149, 0,72; -0,143, 0,73; -0,137, 0,74; -0,131, 0,75; -0,125, 0,76; -0,119, 0,77; -0,114, 0,78; -0,108, 0,79; -0,102, 0,80; -0,097, 0,81; -0,092, 0,82; -0,086, 0,83; -0,081, 0,84; -0,076, 0,85; -0,071, 0,86; -0,066, 0,87; -0,060, 0,88; -0,056, 0,89; -0,051, 0,90; -0,046, 0,91; -0,041, 0,92; -0, 036, 0,93; -0,032, 0,94; -0,027, 0,95; -0,022, 0,96; -0,018, 0,97; -0,013, 0,98; -0,009, 0,99; -0,004, 1,00; -0,000. ^{Źródło: CKE, Wybrane wzory i stałe fizykochemiczne na egzamin maturalny z biologii, chemii i fizyki, Warszawa 2015.}
, Krok 4. Odpowiedź pH mocnego kwasu o stężeniu zero przecinek zero dwa początek ułamka, mol, mianownik, dm indeks górny, trzy, koniec indeksu górnego, koniec ułamka wynosi 1,699.

Krok 1. Dane i szukane Dane:

C indeks dolny, HA, koniec indeksu dolnego, równa się, zero przecinek zero dwa początek ułamka, mol, mianownik, dm indeks górny, trzy, koniec indeksu górnego, koniec ułamka
Szukane:

Ćwiczenie 2

R1MrrwrNRa0Aa

A co zrobić w przypadku kiedy znamy pHpHpH roztworu, a musimy określić stężenie jonów oksoniowychjon hydroniowy (oksoniowy)jonów oksoniowych?

Ćwiczenie 3

RRFyehHfE048l

Ćwiczenie 4

RT2iE4YwewjiI

Polecenie 1

Odzyskujesz przytomność w ciemnym pomieszczeniu. Wstajesz. Zapala się światło. Widzisz, że znajdujesz się w laboratorium chemicznym. Szukasz wyjścia, ale w pomieszczeniu nie ma okien. Są tylko drzwi. Zbliżasz się do nich, próbujesz otworzyć. Nie ma klamki. Jedyne co widzisz, to numeryczna tablica elektroniczna. Obok niej namalowany jest symbol ognia oraz licznik czasu, który zaczął odliczać czas.

Znajdujesz kartkę z napisem:

R1EW542TjyQoR

Gra edukacyjna pt. Ćwiczenia w obliczeniach pH elektrolitów mocnych
Źródło: GroMar Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.

RUSiKbTmk3C6u

Ra91qWod4UTcu

Rm78sICTQIipM

RjMeDgUbruD6y

Pokaż ćwiczenia:

RmLlrdpViZXUk1

Ćwiczenie 5

RtRWc1bswOkC71

Ćwiczenie 6

R4xde3eETMRkJ1

Ćwiczenie 7

R1bav0wN7s2Y41

Ćwiczenie 8

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

RxYRFgSk5MaxB1

Ćwiczenie 8

Ćwiczenie 9

Oblicz wartość $pH$ roztworu o stężeniu jonów oksoniowych równym $0, 2 \frac{mol}{{dm}^{3}}$ .

R1VdRBxw0cfzP

R1CE4uFojwhlB

Skorzystaj ze wzoru:

pH = - \log_{10} [H_{3} O^{+}]

pH = - \log_{10} [H_{3} O^{+}]

pH = - \log_{10} 0,2 = 0,70

Wartość $pH$ roztworu wynosi $0, 70$ .

Ćwiczenie 10

Oblicz stężenie jonów wodorotlenkowych w roztworze, jeżeli jego $pH$ wynosi $13, 58$ .

R16lpH30MBsfi

RpF6SSdHmCcJW

Skorzystaj ze wzoru:

pOH = - \log_{10} [{OH}^{-}]

pH + pOH = 14

pOH = 14 - pH

pOH = 14 - 13,58 = 0,42

pOH = - \log_{10} [{OH}^{-}]

[{OH}^{-}] = 10^{- pOH} = 10^{- 0,42} = 0,38

Stężenie jonów wodorotlenkowych w roztworze wynosi $0, 38 \frac{mol}{{dm}^{3}}$ .

Ćwiczenie 11

Oblicz $pH$ roztworu, wiedząc, że w $1 {dm}^{3}$ znajduje się $1,85 \cdot 10^{20}$ jonów oksoniowych.

RVDzXjXqnWLlV

REy7ahcaKjjDE

Oblicz liczbę moli jonów oksoniowych, korzystając ze stałej Avogadra, która jest równa $6,02 \cdot 10^{23}$ .

1 mol — 6,02 \cdot 10^{23} jonów

x — 1,85 \cdot 10^{20} jonów

x = \frac{1 mol \cdot 1,85 \cdot 10^{20} jonów}{6,022 \cdot 10^{23} jonów} = 3,07 \cdot 10^{- 4} mol

C = \frac{n}{V} = \frac{3,07 \cdot 10^{- 4} mol}{1 {dm}^{3}} = 3,07 \cdot 10^{- 4} \frac{mol}{{dm}^{3}}

pH = - \log_{10} [H_{3} O^{+}] = - \log_{10} 3,07 \cdot 10^{- 4} = 3,51

$pH$ roztworu wynosi $3, 51$ .

Ćwiczenie 12

Przygotowano roztwór wodny o objętości $250 {cm}^{3}$ poprzez rozcieńczenie wodą $2,4 {cm}^{3}$ stężonego kwasu solnego.

A. Oblicz $pH$ otrzymanego roztworu.

B. Określ, jaki odczyn ma otrzymany roztwór.

W obliczeniach przyjmij następujące masy molowe:

$M_{Cl} = 35,5 \frac{g}{mol}$ ,
$M_{H} = 1 \frac{g}{mol}$ ,

Stężony kwas solny to roztwór chlorowodoru o stężeniu $36 %$ i gęstości równej $1,16 \frac{g}{{cm}^{3}}$ .

R1XU2BSK5AsXt

R1cgjdsIMDFVn

Obliczamy masę stężonego roztworu $HCl$ :

d = \frac{m}{V}

m = d \cdot V = 1,16 \frac{g}{{cm}^{3}} \cdot 2,4 {cm}^{3} = 2,784 g

Obliczamy masę $HCl$ zawartą w próbce stężonego kwasu solnego:

2,784 g — 100 %

x — 36 %

x = \frac{36 % \cdot 2,784 g}{100 %} = 1 g

Masa $HCl$ wynosi $1 g$ .

M_{HCl} = M_{Cl} + M_{H} = 35,5 \frac{g}{mol} + 1 \frac{g}{mol} = 36,5 \frac{g}{mol}

n_{HCl} = \frac{1 g}{36,5 \frac{g}{mol}} = 0,0274 mol

C_{m} = \frac{n}{V} = \frac{0,0274 mol}{0,25 {dm}^{3}} = 0,1096 \frac{mol}{{dm}^{3}}

pH = - \log_{10} [H_{3} O^{+}] = - \log_{10} 0,1096 = 0,96

$pH$ otrzymanego roztworu wynosi $0, 96$ . Roztwór ma odczyn kwaśny.

Ćwiczenie 13

Zmieszano $250 {cm}^{3}$ roztworu $HCl$ o stężeniu $0, 1 \frac{mol}{{dm}^{3}}$ oraz $250 {cm}^{3}$ roztworu $NaOH$ o stężeniu $0, 2 \frac{mol}{{dm}^{3}}$ . Otrzymano roztwór o objętości $500 {cm}^{3}$ .

A. Oblicz wartość $pH$ otrzymanego roztworu.

R1I1mrdZdgmIX

R7HVtvH2fdqWr

B. Określ, jaki odczyn ma otrzymany roztwór.

RkmSg2NMwh71q

HCl + NaOH \to NaCl + H_{2} O

C_{m} = \frac{n}{V} \Rightarrow n = C_{m} \cdot V

n_{HCl} = 0,1 \frac{mol}{{dm}^{3}} \cdot 0,25 {dm}^{3} = 0,025 mol

n_{NaOH} = 0,2 \frac{mol}{{dm}^{3}} \cdot 0,25 {dm}^{3} = 0,05 mol

Z równania reakcji wynika, że $1$ mol kwasu solnego reaguje z $1$ molem wodnego roztworu wodorotlenku sodu. Z obliczonych danych wynika, że w roztworze znajduje się tylko $0, 025$ mola kwasu solnego i $0, 05$ mola wodnego roztworu wodorotlenku sodu. W roztworze zostanie $0, 025$ mola $NaOH$ .

Obliczamy stężenie $NaOH$ w otrzymanym roztworze:

C_{m} = \frac{0,025 mol}{0,5 {dm}^{3}} = 0,05 \frac{mol}{{dm}^{3}}

pOH = - \log_{10} [{OH}^{-}] = - \log_{10} 0,05 = 1,3

pH + pOH = 14

pH = 14 - 1,3 = 12,7

$pH$ otrzymanego roztworu wynosi $12, 7$ . Jest to odczyn zasadowy.

bg‑blue

Notatnik

R17TY7A3VUjRk

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

W jaki sposób znając pH można obliczyć stężenie elektrolitu mocnego?

Słownik

Jak obliczyć pH roztworu?

Notatnik