Sprawdź się

Pokaż ćwiczenia:

RM4BZLgzCb2qq1

Ćwiczenie 1

R10VrCuxIz1hl1

Ćwiczenie 2

Rvkxpx1mXQf9d1

Ćwiczenie 3

R9b9eKEmiGvOG1

Ćwiczenie 4

RfsWUC2PNOLnM1

Ćwiczenie 5

RIO8VCGysHS9T2

Ćwiczenie 6

Ćwiczenie 7

W czterech kolbach o pojemności 1000 ${cm}^{3}$ znajduje się 0,01 mola różnych substancji. Wykonaj obliczenia i zaznacz kolbę, w której $pH$ jest najniższe, odpowiedź uzasadnij.

RZY0CIDBx8oQe

Na zdjęciu znajdują się 4 kolby z różnymi substancjami. Kolba A zawiera HCl. Kolba B zawiera NaOH. Kolba C zawiera H 2 S O 4 . Kolba D zawiera KOH. — Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

RRHflUje33OIx

R1NTJZpj2vljB

R1epMWaAm7cpN

Niskie $pH$ poniżej 7 mają roztwory A oraz C, ponieważ są to kwasy. Kolby B oraz D możemy odrzucić z tego względu, że są to zasady.

Krok 1. Stężenie molowe roztworu w każdej kolbie należy obliczyć, dzieląc liczbę moli przez objętość, co daje nam w każdym roztworze stężenie 0.01 $\frac{mol}{{dm}^{3}}$

Krok 2. $pH$ poniżej 7 mają roztwory A oraz C, ponieważ są to kwasy. Kolby B oraz D możemy odrzucić ponieważ są to zasady.

Krok 3. Porównanie $pH$ roztworu A oraz C.

Roztwór A: $HCl$ dysocjuje zgodnie z równaniem:

HCl + H_{2} O \to H_{3} O^{+} + {Cl}^{-}

Stężenie jonów hydroniowych równe jest stężeniu kwasu.

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

pH = - \log_{10} (0, 01) = 2

Roztwór C: $H_{2} {SO}_{4}$ dysocjuje w pierwszym etapie zgodnie z równaniem:

H_{2} {SO}_{4} + H_{2} O \to H_{3} O^{+} + {HSO}_{4}

Stężenie jonów hydroniowych z pierwszego etapu dysocjacji wynosi:

[H_{2} {SO}_{4}] = [H_{3} O^{+}]

[H_{3} O^{+}] = 0,01 \frac{mol}{{dm}^{3}}

$pH$ roztworu po pierwszym etapie dysocjacji:

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

pH = - \log_{10} (0, 01) = 2

W drugim etapie dysocjacji powstaje jeszcze niewielka ilość jonów oksoniowych. W związku z tym $pH$ będzie poniżej 2.

Najniższe $pH$ ma roztwór C.

Ćwiczenie 8

Do 100 ${cm}^{3}$ 0,2 molowego roztworu wodorotlenku potasu dodano 900 ${cm}^{3}$ wody. Wykonaj obliczenia i oceń zmianę $pH$ roztworu.

R13zD3zxjBtZX

RnVLq3xZYZ5hF

Należy obliczyć $pH$ roztworu przed i po rozcieńczeniu z wodą. Skorzystaj ze wzoru na stężenie molowe:

C_{m} = \frac{n}{v}

gdzie: n - liczba moli; v - objętość.

Krok 1. Obliczamy $pH$ przed rozcieńczeniem:
Wodorotlenek potasu dysocjuje zgodnie z równaniem:

KOH \overset{H_{2} O}{\to} K^{+} + {OH}^{-}

Z równania dysocjacji wynika, że z 1 mola wodorotlenku potasu otrzymujemy 1 mol anionów wodorotlenkowych. Zatem stężenie jonów wodorotlenkowych, powstałych w procesie dysocjacji elektrolitycznej, równa się stężeniu roztworu:

[KOH] = [{OH}^{-}] = 0, 2 \frac{mol}{{dm}^{3}}

Obliczamy $pOH$ ze wzoru:

pOH = - \log_{10} [{OH}^{-}] = \log_{10} [0, 2 \frac{mol}{{dm}^{3}}] = 0, 699

$pH$ obliczamy ze wzoru na iloczyn jonowy wody $pH + pOH = 14$ .

Po przekształceniu wzoru otrzymujemy:

pH = 14 - 0, 699

pH = 13, 301

Krok 1. Obliczamy $pH$ po dodaniu 900 ${cm}^{3}$ wody.

Należy obliczyć nowe stężenie roztworu, zatem pierwszym krokiem będzie obliczenie liczby moli $KOH$ przed dodaniem 900 ${cm}^{3}$ wody. Należy pamiętać, że 100 ${cm}^{3}$ należy przeliczyć na ${dm}^{3}$ .

Przekształcamy wzór na stężenie molowe roztworu.

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

Stąd liczba moli $KOH$ wynosi:

n = C_{m} \cdot V = 0,2 \frac{mol}{{dm}^{3}} \cdot 0,1 {dm}^{3} = 0,02 mola

Obliczamy nowe stężenie roztworu:

C_{m} = \frac{n}{V_{c a ł k o w i t e}} = \frac{0,02 mola}{0,1 {dm}^{3} + 0,9 {dm}^{3}} = 0,02 \frac{mol}{{dm}^{3}}

Podobnie jak poprzednio, stężenie jonów wodorotlenkowych, powstałych w procesie dysocjacji elektrolitycznej, równa się stężeniu roztworu:

[KOH] = [{OH}^{-}] = 0,02 \frac{mol}{{dm}^{3}}

Obliczamy $pOH$ ze wzoru:

pOH = - \log_{10} [{OH}^{-}] = \log_{10} [0,02 \frac{mol}{{dm}^{3}}] = 1,699

$pH$ obliczamy ze wzoru na iloczyn jonowy wody $pH + pOH = 14$ .

Po przekształceniu wzoru otrzymujemy:

pH = 14 - 1,699

pH = 12,301

Krok 3. Obliczamy różnicę $pH$ przed i po rozcieńczeniu.

13,301 - 12,301 = 1

$pH$ zmalało o jednostkę.

Ćwiczenie 9

Uczeń miał za zadanie obliczyć $pH$ roztworu $HCl$ , przygotowanego zgodnie z procedurą przedstawioną poniżej.

Instrukcja:

1. Sporządzanie roztworu: Do kolby miarowej o pojemności 250 $c m^{3}$ wlać porcję wody destylowanej, dodać 5 $c m^{3}$ stężonego kwasu solnego i ostrożnie dopełnić do kreski wodą.

2. Obliczenia: do obliczeń przyjmij następujące masy molowe MIndeks dolny Cl = 35,5 $\frac{g}{mol}$ , MIndeks dolny H = 1 $\frac{g}{mol}$ , gęstość roztworu kwasu solnego 1,16 $\frac{g}{{cm}^{3}}$ , a stężenie procentowe stężonego roztworu $HCl$ wynosi 36%.

Uczeń w punkcie nr 2 przedstawił następujące obliczenia:

d = \frac{m}{V}

m = d \cdot V = 1,16 \frac{g}{{cm}^{3}} \cdot 5 {cm}^{3} = 5,8 g

M_{H C l} = M_{C l} + M_{H} = 35,5 \frac{g}{mol} + 1 \frac{g}{mol} = 36,5 \frac{g}{mol}

n_{H C l} = \frac{5,8 g}{36,5 \frac{g}{mol}} = 0,1589 mola

C_{m} = \frac{n}{V} = \frac{0,1589}{0,25 {dm}^{3}} = 0,6356 \frac{mol}{{dm}^{3}} (w przybliżeniu 0,64 \frac{mol}{{dm}^{3}})

pH = - \log_{10} [H_{3} O^{+}] = - \log_{10} [0,64] = 0,194

Oceń poprawność wykonania zadania. Odpowiedź uzasadnij.

R1Yes77Jt5Ayx

R1RvLon3u2udw

Błąd: uczeń nie uwzględnił, jaką część pobranego roztworu stężonego kwasu stanowi masa substancji ( $HCl$ ), stąd dalsze obliczenia są błędne. Poprawne obliczenia:

5,8 g - 100 %

x - 36 %

x = \frac{36 % \cdot 5,8 g}{100 %} = 2,088 g

- masa kwasu solnego

Obliczamy liczbę moli $HCl$ :

n_{H C l} = \frac{2,088 g}{36,5 \frac{g}{mol}} = 0,0572 mola

C_{m} = \frac{n}{V} = \frac{0,0572}{0,25 {dm}^{3}} = 0,2288 \frac{mol}{{dm}^{3}} (w przybliżeniu 0,23 \frac{mol}{{dm}^{3}})

pH = - \log_{10} [H_{3} O^{+}] = - \log_{10} [0,23] = 0,638

$pH$ roztworu wynosi 0,638.

Ćwiczenie 10

Wykonano doświadczenie, przedstawione na poniższym rysunku.

Wykonano doświadczenie. Zapoznaj się z jego opisem.

R16qNgDcUFb8b

Na ilustracji jest schemat doświadczenia. Do kolby zawierającej roztwór wodny NaOH oraz alkoholowy roztwór fenoloftaleiny wprowadzono wodny roztwór HCl. Barwa cieczy w kolbie jest jaskraworóżowa. — Schemat doświadczenia
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

W kolbie zaszła reakcja opisana równaniem:

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

W doświadczeniu zmieszano 100 ${cm}^{3}$ roztworu $NaOH$ o stężeniu 0,1 $\frac{mol}{{dm}^{3}}$ oraz 100 ${cm}^{3}$ roztworu $HCl$ o stężeniu 0,2 $\frac{mol}{{dm}^{3}}$ . Po dodaniu kwasu do roztworu wodorotlenku sodu z dodatkiem fenoloftaleiny, zauważono, że malinowa barwa w roztworze zanika. Na podstawie obserwacji postawiono następującą hipotezę:

Zanik malinowej barwy w roztworze wskazuje na to, że kwas chlorowodorowy przereagował z wodorotlenkiem sodu i roztwór w kolbie uzyskał odczyn obojętny.

Zweryfikuj tę hipotezę, wykonując odpowiednie obliczenia. Podaj sprzęt i odczynniki, jakich użyto w doświadczeniu. Uzasadnij swoją opinię, formułując odpowiedni wniosek.

R1WU7t09REkH4

RApZTHLuN5dI2

Oblicz liczbę moli kwasu i wodorotlenku.
Uzgodnij, której substancji użyto w nadmiarze.
Skorzystaj ze wzoru na stężenie molowe i oblicz stężenie substancji, która w roztworze występuje w nadmiarze. Przyjmij, że objętość końcowego roztworu wynosi 200 ${cm}^{3}$ .
Oblicz $pH$ roztworu.

Hipoteza:

Zanik malinowej barwy w roztworze wskazuje na to, że kwas chlorowodorowy przereagował z wodorotlenkiem sodu i roztwór w kolbie uzyskał odczyn obojętny.

Sprzęt i odczynniki:

0,1 $\frac{mol}{{dm}^{3}}$ roztwór $NaOH$ ;
0,2 $\frac{mol}{{dm}^{3}}$ roztwór $HCl$ ;
fenoloftaleina;
kolba stożkowa;
cylinder miarowy.

Obliczenia:

1. Oblicz liczbę moli kwasu i wodorotlenku.

$n_{H C l} = 0,2 \frac{mol}{{dm}^{3}} \cdot 0,1 {dm}^{3} = 0,02 mola$
$n_{N a O H} = 0,1 \frac{mol}{{dm}^{3}} \cdot 0,1 {dm}^{3} = 0,01 mola$

2. Uzgodnij, której substancji użyto w nadmiarze.

Z równania reakcji wynika, że jeden mol $HCl$ reaguje z jednym molem $NaOH$ . Z obliczonych danych wynika, że w roztworze znajduje się 0,02 mola kwasu solnego i 0,01 mola wodorotlenku sodu. W roztworze zostanie 0,01 mola nieprzereagowanego $HCl$ .

3. Skorzystaj ze wzoru na stężenie molowe i oblicz stężenie molowe $HCl$ . Przyjmij, że objętość końcowego roztworu wynosi 200 ${cm}^{3}$ .

C_{H C l} = \frac{n}{V_{c a ł k o w i t e}} = \frac{0,01 mola}{0,1 {dm}^{3} + 0,1 {dm}^{3}} = 0,05 \frac{mol}{{dm}^{3}}

4. Oblicz $pH$ roztworu.

$HCl$ dysocjuje zgodnie z równaniem:

HCl + H_{2} O \to H_{3} O^{+} + {Cl}^{-}

Wnioski:

Stężenie jonów hydroniowych równe jest stężeniu kwasu.

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

pH = - \log_{10} (0,05) = 1,301

Odpowiedź: Hipoteza jest nieprawdziwa. $pH$ roztworu wynosi 1,301 – odczyn jest kwasowy.

Ćwiczenie 11

W laboratorium wykonano eksperyment przedstawiony na poniższym rysunku. Następnie sprawdzono $pH$ -metrem $pH$ roztworu. Przyrząd wskazał wartość 7,5.

W laboratorium wykonano eksperyment. Zapoznaj się z opisem rysunku. Następnie sprawdzono $pH$ -metrem $pH$ roztworu. Przyrząd wskazał wartość 7,5.

R7BgzoIxhDv6C

Schemat doświadczenia. Do kolby zawierającej 500 centymetrów sześciennych wody wprowadzono 1 gram NaOH. Barwa cieczy w kolbie - bezbarwna. — Schemat doświadczenia
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Przedstaw problem badawczy i zaproponuj hipotezę. Na podstawie wykonanych obliczeń zweryfikuj postawioną hipotezę i sformułuj wnioski.

R1Xgy6dVer31t

R17qAqC4ULWlE

Oblicz stężenie molowe roztworu, a następnie jego $pH$ .

Sprawdź, czy Twoje odpowiedzi są podobne do poniższych.

Problem badawczy: Jakie jest $pH$ roztworu wodorotlenku sodu po rozpuszczeniu 1 g tej substancji w wodzie?

Hipoteza: $pH$ metr jest zepsuty.

Obliczenia

Zastosuj wzór na stężenie molowe.

C_{m} = \frac{m}{M \cdot V}

gdzie:

M – masa molowa substancji;
m – masa substancji;
V – objętość roztworu w ${dm}^{3}$ .

C_{m} = \frac{1 g}{40 \frac{g}{mol} \cdot 0,5 {dm}^{3}} = 0,05 \frac{mol}{{dm}^{3}}

Wodorotlenek sodu dysocjuje zgodnie z równaniem:

NaOH \overset{H_{2} O}{\to} {Na}^{+} + {OH}^{-}

Z równania dysocjacji wynika, że z jednego mola wodorotlenku sodu otrzymujemy jeden mol anionów wodorotlenkowych. Zatem stężenie jonów wodorotlenkowych, powstałych w procesie dysocjacji elektrolitycznej, równa się stężeniu roztworu:

[NaOH] = [{OH}^{-}] = 0,05 \frac{mol}{{dm}^{3}}

Obliczamy $pOH$ ze wzoru:

pOH = - \log_{10} [{OH}^{-}] = \log_{10} [0,05 \frac{mol}{{dm}^{3}}] = 1,301

$pH$ obliczamy ze wzoru na iloczyn jonowy wody $pH + pOH = 14$ .

Po przekształceniu wzoru otrzymujemy:

pH = 14 - 1,301

pH = 12,699

Wnioski:

$pH$ metr wskazuje błędną wartość. $pH$ roztworu wynosi 12,699.

Film samouczek

Dla nauczyciela