bg‑violet

Jak obliczyć pH roztworu?

RJGFSmNd46EiO1
Wymyśl pytanie na kartkówkę związane z tematem materiału.
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+H2OH3O++A-

n-wodorotlenowy mocny wodorotlenek zgodnie ze schematem:

MeOHnMen++n OH-
Ćwiczenie 1
RTBRVHplgqprm
Krok 1. Dane i szukane Dane:
  • CHA=0,02 moldm3
    Szukane:
  • pH=?, Krok 2. Równanie reakcji dysocjacji Zapisz równanie reakcji dysocjacji:
    HA+H2OH3O+A-
    Z równania reakcji wynika, że z 1 mola cząsteczek HA otrzymujemy 1 mol jonów hydroniowych., Krok 3. Obliczenie pH Zastosuj wzór na obliczenie pH.
    pH=-log10H3O+=-log100,02=1,699
    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 0,02 moldm3 wynosi 1,699.
  • Ćwiczenie 2
    R1MrrwrNRa0Aa
    Krok 1. Wypisz dane i szukane:
    Dane:
    VNaOH = 500 cm3 = 0,5 dm3
    mNaOH = 0,5250 g Szukane: pH, Krok 2. Zapisz równanie reakcji dysocjacji:
    NaOH H2O Na+ + OH-, Krok 3. Oblicz ilość moli NaOH oraz stężenie molowe otrzymanego roztworu.
    MNaOH = MNa + MO + MH = 23 g/mol + 16 g/mol + 1 g/mol = 40 g/mol Sposób I 
    n = ms/MNaOH=0,5250 g/ 40 g/mol = 0,013 mol/dm3 Sposob II
    1 mol NaOH - 40 g x mola - 0,5250 g x = (0,5250 g * 1 mol)/40 g = 0,013 mola Stężenie molowe informuje nas ile moli substancji znajduje się w 1 dm3 roztworu, stężenie molowe możemy obliczyć z proporcji: 0,5 dm3 – 0,013 mola 1 dm3 – x mola x = (1 dm3 * 0,013 mola)/ 0,5 dm3

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

    Ćwiczenie 3
    RRFyehHfE048l
    Krok 1. Skorzystaj ze wzoru:
    [H3O+] = 10-pH, Krok 2. Podstaw dane:
    [H3O+] = 10-4 = 0,0001 mol/dm3 Odpowiedź: Stężenie jonów hydroniowych w roztworze wynosi 0,0001 mol/dm3.
    Ćwiczenie 4
    RT2iE4YwewjiI
    Krok 1. Zapisz równanie reakcji:
    H2SO4 + 2KOH → K2SO4 + 2H2O, Krok 2. Korzystając ze wzoru na stężenie molowe oblicz ilość moli kwasu i zasady w roztworach przed wymieszaniem.
    Cn = n/V => n=Cn * V 
    nH2SO4 = 0,25 mol/dm3 * 0,25 dm3 = 0,0625 mola
    nKOH = 0,2 mol/dm3 * 0,25 dm3 = 0,05 mola, Krok 3. Z równania reakcji wynika, że 1 mol kwasu siarkowego(VI) reaguje z 2 molami wodorotlenku potasu. W roztworach znajduje się 0,0625 mola kwasu siarkowego(VI) i 0,05 mola wodorotlenku potasu. Na tym etapie można zauważyć iż kwas siarkowy(VI) nie przereaguje całkowicie.
    Z proporcji oblicz ile moli substratów przereaguje
    1 mol kwasu siarkowego(VI) – 2 mole wodorotlenku potasu
    x mola kwasu siarkowego(VI) – 0,05 mola wodorotlenku potasu
    x = (1 mol kwasu siarkowego(VI) * 0,05 mol mola wodorotlenku potasu)/ 2 mole wodorotlenku potasu = 0,025 mola, Krok 4. Oblicz ile moli kwasu siarkowego(VI) pozostanie w roztworze.
    nH2SO4 = 0,0625 mola – 0,025 mola = 0,0375 mola kwasu siarkowego(VI) pozostanie w roztworze., Krok 5. Oblicz stężenie kwasu siarkowego(VI) w otrzymanym roztworze:
    CH2SO4 = 0,0375 mol/0,5 dm3 = 0,075 mol/dm3., Krok 6. Oblicz pH otrzymanego roztworu. pH = -log10[H3O+] = -log10[0,075] = 1,12, Krok 7. Zapisz odpowiedź: pH otrzymanego roztworu wynosi 1,12, odczyn tego roztworu jest kwaśny.

    Słownik

    autodysocjacja
    autodysocjacja

    dysocjacja elektrolityczna rozpuszczalnika, która zachodzi z wymianą protonów między cząsteczkami rozpuszczalnika

    pH
    pH

    ujemny logarytm dziesiętny ze stężenia jonów oksoniowych, wskaźnik odczynu roztworu

    pH=-log10H3O+
    jon hydroniowy (oksoniowy)
    jon hydroniowy (oksoniowy)

    H3O+, jednododatni jon powstający w wyniku dołączenia się do cząsteczki wody jonu wodoru

    równowaga dynamiczna
    równowaga dynamiczna

    stan reakcji chemicznej, w którym zachodzi ona z taką samą szybkością w obu kierunkach, a stężenia substratów i produktów nie zmieniają się w czasie

    iloczyn jonowy wody
    iloczyn jonowy wody

    iloczyn stężenia jonów H3O+OH, równy 10-14 w temperaturze 25°C, zależny od temperatury

    Bibliografia

    Atkins P., Jonen L., Chemia ogólna. Cząstki, materia, reakcje, Warszawa 2018.

    Encyklopedia PWN

    Śliwa A., Obliczenia chemiczne zbiór zadań z chemii ogólnej i analitycznej nieorganicznej, Warszawa 1973

    Odczyn pH skóry człowieka, online: https://fizjoterapeuty.pl/fizjoterapia/fizjologia/odczyn-ph-skory-czlowieka.html, dostęp: 07.12.2021.