$\text{HF}$ jest słabym kwasem, stężenie jonów ${\text{H}}_3{\text{O}}^{+}$ trzeba wyznaczyć ze stałej dysocjacji.

$\text{HF}$ jest słabym kwasem, stężenie jonów ${\text{H}}_3{\text{O}}^{+}$ trzeba wyznaczyć ze stałej dysocjacji:

Najpierw sprawdzamy, czy możemy stosować wzór uproszczony - jest to możliwe, gdy $\frac{c_0}{K}>400$.

$\frac{c_0}{K}=\frac{3·{10}^{-2}}{\mathrm{6,3}·{10}^{-4}}=48$, co oznacza, że trzeba zastosować wzór pełny.

Mające sens fizyczny rozwiązanie równania to:

$x=\mathrm{4,04}·{10}^{-3}=\mathrm{0,404}·{10}^{-2}$, co odpowiada wartości $\text{pH}=\mathrm{2,4}$.

Wartość $\text{pH}$ wynosi $\mathrm{2,4}$.

Wyznaczenie $\text{pH}$ roztworu dla przypadku metyloaminy musi się oprzeć na stałej dysocjacji zasadowej, ponieważ jest to słaba zasada.

Wyznaczenie $\text{pH}$ roztworu dla przypadku metyloaminy musi się oprzeć na stałej dysocjacji zasadowej, ponieważ jest to słaba zasada o wartości $K_b=\mathrm{7,4}·{10}^{-5}$.

Wartość wyrażenia:

$\frac{c_0}{K}=\frac{1·{10}^{-1}}{7,4·{10}^{-5}}=1350$

Co oznacza, że można zastosować wzór uproszczony.

Wartość $\text{pOH}$ roztworu trimetyloaminy:

$\text{pOH}=-\log \left(\mathrm{2,72}·{10}^{-3}\right)=-\log \left(\mathrm{0,27}·{10}^{-2}\right)=\mathrm{2,57}$

Czyli $\text{pH}=14-\mathrm{2,57}=\mathrm{11,43}$

Z kolei $\text{NaOH}$ jest mocną zasadą i stężenie anionów wodorotlenkowych równa się:

$6·{10}^{-3} \frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}=\mathrm{0,6}·{10}^{-2} \frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}$

Wartość ta po zlogarytmowaniu daje $\text{pOH}=\mathrm{2,22}$, co odpowiada $\text{pH}=\mathrm{11,78}$.

Wyższe $\text{pH}$ będzie miał roztwór $\text{NaOH}$.

Najpierw trzeba obliczyć stężenie jonów wodorotlenkowych po rozcieńczeniu.

Obliczamy stężenie jonów wodorotlenkowych po rozcieńczeniu z objętości $25 {\text{cm}}^3$ do $275 {\text{cm}}^3$:

$\left[{\text{OH}}^{-}\right]=1 \frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}·\frac{25}{275}=\mathrm{0,0909} \frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}$

$\text{pOH}=-\log \left(\mathrm{0,91}·{10}^{-1}\right)=\mathrm{1,04}$, co odpowiada $\text{pH}=\mathrm{12,96}$

$\text{pH}$ otrzymanego roztworu wynosi $\mathrm{12,96}$.

Jon chloranowy($\text{I}$) pochodzi od słabego kwasu $\text{HClO}$, dlatego chloran($\text{I}$) potasu w roztworze wodnym będzie ulegał hydrolizie.

Jon chloranowy($\text{I}$) pochodzi od słabego kwasu $\mathrm{HClO}$, dlatego chloran($\text{I}$) potasu w roztworze wodnym będzie ulegał hydrolizie. Najpierw liczymy stężenie początkowe $c_0$ soli.

$M_{\text{KClO}}=39 \frac{\text{g}}{\text{mol}}+\mathrm{35,5} \frac{\text{g}}{\text{mol}}+16 \frac{\text{g}}{\text{mol}}=\mathrm{90,5} \frac{\text{g}}{\text{mol}}$

Liczba moli zawartych w $\mathrm{13,5} \text{g}$ soli:

$n=\frac{\mathrm{13,5}}{\mathrm{90,5}}=\mathrm{0,15} \text{mol}$

Ta ilość znajduje się w $2 {\text{dm}}^3$ roztworu, co daje $c_0=\mathrm{0,075} \frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}$.

Proces zachodzący podczas hydrolizy anionu chloranowego($\text{I}$) można określić jako dysocjację zasadową:

Stała dysocjacji zasadowej wynosi $2·{10}^{-7}$, co oznacza, że można użyć wzoru uproszczonego:

Obliczenie stężenia jonów $\left[{\text{OH}}^{-}\right]$

$\text{pOH}=-\log \left(\mathrm{1,22}·{10}^{-4}\right)=-\log \left(\mathrm{0,12}·{10}^{-3}\right)=\mathrm{3,92}$, co odpowiada $\text{pH}=\mathrm{10,08}$

$\text{pH}=\mathrm{10,08}$

Należy zacząć od obliczenia stężenia, jakie mogłyby mieć jony ${\text{H}}_3{\text{O}}^{+}$ i ${\text{OH}}^{-}$, gdyby nie zachodziła reakcja.

1. Obliczamy stężenia, jakie mogłyby mieć jony ${\text{H}}_3{\text{O}}^{+}$ i ${\text{OH}}^{-}$, gdyby nie zachodziła reakcja, pamiętając, że kwas siarkowy($\text{VI}$) jest mocnym kwasem dwuprotonowym.

$c_{{\text{H}}_3{\text{O}}^{+}}=2·{10}^{-1}\frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}·\frac{45}{127}=\mathrm{7,1}·{10}^{-2}\frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}$

$c_{{\text{OH}}^{-}}=2·{10}^{-2}\frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}·\frac{82}{127}=\mathrm{1,29}·{10}^{-2}\frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}$

2. Roztwór po zmieszaniu będzie zawierał nadmiar jonów ${\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}$ o stężeniu:

$c_{{\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}}-c_{{\mathrm{OH}}^{-}}=7,1·{10}^{-2}\frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}-1,29·{10}^{-2}\frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}=5,81·{10}^{-2}\frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}$

3. Oznacza to, że $\text{pH}$ roztworu będzie wynosić:

$\text{pH}=-\log \left(5,81·{10}^{-2}\right)=\mathrm{1,24}$

$\text{pH}=\mathrm{1,24}$

Etanoamina jest słabą zasadą, w wodzie ulega częściowej dysocjacji:

Etanoamina jest słabą zasadą, w wodzie ulega częściowej dysocjacji:

Wskutek dodania anionów wodorotlenkowych nastąpi częściowe cofnięcie dysocjacji – zgodnie z regułą przekory.

Najpierw obliczamy stężenie $c_0$ etanoaminy (tzn. całkowite stężenie uwzlędniające obie części, i tę zdysocjowaną, i tę niezdysocjowaną) po rozcieńczeniu:

$c_0={10}^{-2} \frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}·\frac{650}{675}=\mathrm{0,963}·{10}^{-2} \frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}$

Analogicznie, stężenie jonów wodorotlenkowych pochodzących od $\text{NaOH}$: $c_z={10}^{-2} \frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}·\frac{25}{675}=\mathrm{3,70}·{10}^{-4} \frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}$

W roztworze ustala się równowaga z wartościami stężeń:

Rozwiązaniem równania jest:

$x=\mathrm{1,80}·{10}^{-3} \frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}$

Jony wodorotlenkowe pochodzą zarówno z dysocjacji etanoaminy ($\mathrm{1,80}·{10}^{-3} \frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}$), jak i od wprowadzonego wodorotlenku sodu ($\mathrm{0,37}·{10}^{-3} \frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}$). Sumaryczne stężenie wynosi zatem:

$\left[{\text{OH}}^{-}\right]=\mathrm{1,80}·{10}^{-3} \frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}+0,37·{10}^{-3} \frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}=\mathrm{2,17}·{10}^{-3} \frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}$

$\text{pOH}=-\log \left(\mathrm{0,22}·{10}^{-2}\right)=\mathrm{2,66}$, co daje $\text{pH}=14-\mathrm{2,66}=\mathrm{11,34}$

$\text{pH}=\mathrm{11,34}$

Anion mrówczanowy pochodzi od słabego kwasu mrówkowego i w roztworze wodnym ulega dysocjacji anionowej:

Anion mrówczanowy pochodzi od słabego kwasu mrówkowego i w roztworze wodnym ulega dysocjacji anionowej:

która pod wpływem dodatku jonów wodorotlenkowych zostanie cofnięta. Interpretacja procesu zgodnie z regułą przekory daje wartości stężeń w stanie równowagi:

Sumaryczne stężenie kwasu mrówkowego oraz mrówczanu ($c_0$)

$c_0={10}^{-1} \frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}·\frac{450}{495}=\mathrm{9,09}·{10}^{-2} \frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}$

Analogicznie stężenie jonów wodorotlenkowych pochodzących od $\text{NaOH}$:

$c_z={10}^{-1} \frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}·\frac{45}{495}=\mathrm{9,09}·{10}^{-3} \frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}$

Iloczyn $K_b$ anionu mrówczanowego i $K_a$ kwasu mrówkowego jest równa iloczynowi jonowemu wody, co daje:

$K_b=\frac{{10}^{-14}}{1,8·{10}^{-4}}=\mathrm{5,56}·{10}^{-11}$

Po podstawieniu wartości do wyrażenia na stałą dysocjacji zasadowej:

Rozwiązaniem równania jest $x=\mathrm{5,56}·{10}^{-10} \frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}$, wskazując wyraźnie, że jony ${\text{OH}}^{-}$ pochodzą w tym roztworze praktycznie wyłącznie z wprowadzonego wodorotlenku.

$\text{pOH}=-\log \left(\mathrm{0,91}·{10}^{-2}\right)=\mathrm{2,04}$, co daje $\text{pH}=14-\mathrm{2,04}=\mathrm{11,96}$

$\text{pH}=\mathrm{11,96}$

Pierwszym krokiem jest obliczenie stężenia molowego $\text{HCN}$. Następnie należy obliczyć wartość zasadowej stałej dysocjacji jonu cyjankowego.

Anion cyjankowy jest zasadą Brønsteda sprzężoną ze słabym kwasem $\text{HCN}$. Odczyn roztworu będzie zasadowy ze względu na zachodzenie procesu hydrolizy anionowej jonu cyjankowego:

Najpierw trzeba obliczyć stężenie molowe soli:

$M_{\text{KCN}}=39 \frac{\text{g}}{\text{mol}}+12 \frac{\text{g}}{\text{mol}}+14 \frac{\text{g}}{\text{mol}}=65 \frac{\text{g}}{\text{mol}}$

$n_{\text{KCN}}=\frac{198 \text{g}}{65 {\displaystyle \frac{\text{g}}{\text{mol}}}}=\mathrm{3,05} \text{mol}$

$C_{\text{KCN}}=\frac{\mathrm{3,05} \text{mol}}{1 {\text{dm}}^3}=\mathrm{3,05} \frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}$

Wartość stałej dysocjacji zasadowej jonu cyjankowego należy wyliczyć w oparciu o zależność $K_a·K_b={10}^{-14}$, gdzie $K_a$ oznacza stałą dysocjacji kwasowej $\text{HCN}$:

Ze względu na bardzo małą wartość $K_b$ i spełnioną zależność:

można zastosować wzór uproszczony:

Po podstawieniu wartości $K_b$ do wyrażenia i przekształceniu otrzymujemy:

Więc $\text{pOH}$ i $\text{pH}$ wynoszą:

Wartość $\text{pH}$ wynosi $\mathrm{11,94}$.