ZADANIA Z CHEMII

pH roztworów wodnych mocnych elektrolitów

Autodysocjacja wody

H

2

O = H

+

+ OH

–

]

[

]

[

]

[

2

O

H

OH

H

K

−

+

⋅

=

W temp. 18

o

C K = 1,8·10

–16

3

2

2

56

,

55

1

18

1000

1

18

]

[

]

[

2

2

2

dm

mol

m

V

n

O

H

O

H

O

H

O

H

O

H

p

=

⋅

=

⋅

=

=

=

1,8·10

–16

·55,56 = [H

+

]·[OH

–

]

1,0·10

–14

= [H

+

]·[OH

–

] = K

w

W rozcieńczonych roztworach wodnych, w stałej temperaturze, niezależnie od tego, jaka

substancja jest rozpuszczona, K

w

= const.

1,0·10

–14

= [H

+

]·[OH

–

] log

-14 = log [H

+

] + log [OH

–

]

- log [H

+

] - log [OH

–

] = 14

pH + pOH = 14

pH = –log [H

+

]

pOH = –log [OH

–

]

Typy zadań na pH roztworów mocnych elektrolitów:

1. pH = f(c

elektrolitu

)

2. c

elektrolitu

= f(pH)

Zadanie 1.

pH = f(c

elektrolitu

)

Oblicz pH roztworu kwasu siarkowego(VI) o c

m

= 0,05 mol/dm

3

.

Dane:

c

k

= 0,05 mol/dm

3

Rozwiązanie:

H

2

SO

4

= 2 H

+

+ SO

4

2–

[H

+

] = 2·c

k

= 0,1 mol/dm

3

,

pH = – log 0,1 = 1

Zadanie 2.

c

elektrolitu

= f(pH)

Oblicz stężenie H

2

SO

4

w roztworze o pH = 0,55.

Dane:

pH = 0,55

Rozwiązanie:

H

2

SO

4

= 2 H

+

+ SO

4

2–

pH = – log [H

+

] => [H

+

] = 10

–pH

= 10

–0,55

= 0,2818 mol/dm

3

[H

+

] = 2·c

k

c

k

= ½ · 0,2818 = 0,1409 mol/dm

3

.

Zadanie 3.

c

elektrolitu

= f(pH)

,

pH = f(c

elektrolitu

)

Zmieszano 20 cm

3

roztworu kwasu siarkowego(VI) o pH = 1,23 z 30 cm

3

roztworu kwasu

siarkowego(VI) o pH =3,21. Oblicz pH otrzymanego roztworu.

Dane:

V

1

= 2 cm

3

pH

1

= 1,23

V

2

= 30 cm

3

pH

2

= 3,21

Rozwiązanie:

H

2

SO

4

= 2 H

+

+ SO

4

2–

[H

+

]

1

= 10

–1,23

= 5,89·10

–2

; [H

+

]

1

= 2·c

k,1

=> c

k,1

= ½ 5,89·10

–2

= 2,94·10

–2

mol/dm

3

.

[H

+

]

2

= 10

–3,21

= 6,17·10

–4

; [H

+

]

2

= 2·c

k,2

=> c

k,2

= ½ 6,17·10

–4

= 3,08·10

–4

mol/dm

3

.

Stężenie roztworu kwasu siarkowego(VI), otrzymanego w wyniku zmieszania roztworów

wyjściowych, oblicza się z wzoru:

3

4

2

2

1

2

,

2

1

,

1

3

,

10

13

,

2

30

2

10

08

,

3

30

10

94

,

2

2

−

−

−

⋅

=

+

⋅

⋅

+

⋅

⋅

=

+

⋅

+

⋅

=

V

V

c

V

c

V

k

k

k

c

[H

+

]

3

= 2·2,13·10

–3

= 4,26·10

–3

=>

pH

3

= 2,37

Zadania do samodzielnego rozwiązania:

4. Oblicz pH roztworu zawierającego 0,365 g HCl w 1,0 dm

3

roztworu.

Odp.: pH = 2,00

5. Oblicz pH roztworu wodorotlenku baru (α = 1,00) o stężeniu 0,0050 mol/dm

3

.

Odp.: pH = 12,00

6. Oblicz pH roztworu pewnego kwasu, w którym stężenie jonów wodorowych

wynosi 4,6

.

10

–4

mol

.

dm

-3

.

Odp.: pH = 3,34

7. Oblicz pH roztworu HCl o stężeniu 0,0175 mol/dm

3

.

Odp.: pH = 1,76

8. Oblicz pH roztworu H

2

SO

4

o stężeniu 0,004 mol

.

dm

-3

.

Odp.: pH = 2,10

9. Oblicz stężenie molowe kationów wodorowych (hydroniowych) w roztworze, jeżeli jego

pH = 2,65.

Odp.: [H

+

] = 2,24

.

10

–3

mol

.

dm

-3

.

10. pH roztworu kwasu siarkowego wynosi 1,23. Jakie jest stężenie molowe tego kwasu?

Odp.: c

k

= 0,029 mol/dm

3

.

11. Oblicz pH roztworu KOH o stężeniu 0,0867 mol

.

dm

-3

.

Odp.: pH = 12,94

12. Jakie jest stężenie molowe roztworu NaOH o pH = 12,25?

Odp.: c

m

= 0,018 mol/dm

3

.

13. pH roztworu KOH wynosi 12,72. Oblicz stężenie molowe tej zasady.

Odp.: c

m

= 0,052 mol/dm

3

.