Przeczytaj
Jak obliczyć pH roztworu?
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:
A -wodorotlenowy mocny wodorotlenek zgodnie ze schematem:
Szukane:
, Krok 4. Odpowiedź pH mocnego kwasu o stężeniu wynosi 1,699.
Dane:
VNaOH = 500 cm3 = 0,5 dm3
mNaOH = 0,5250 g Szukane: pH, Krok 2. Zapisz równanie reakcji dysocjacji:
, 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 pHpH roztworu, a musimy określić stężenie jonów oksoniowychjonów oksoniowych?
[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.
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
dysocjacja elektrolityczna rozpuszczalnika, która zachodzi z wymianą protonów między cząsteczkami rozpuszczalnika
ujemny logarytm dziesiętny ze stężenia jonów oksoniowych, wskaźnik odczynu roztworu
, jednododatni jon powstający w wyniku dołączenia się do cząsteczki wody jonu wodoru
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 stężenia jonów i , równy w temperaturze , 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.