4. Do sporządzenia 350 cm³ roztworu użyto: 100,0g hydratu Na₂SO₃∙ 7H₂O, pewną objętość roztworu HBr o stężeniu 2 mol/dm³ oraz wodę destylowaną. Stosunek liczby moli jonów HSO₃^-/SO₃^2- w uzyskanym roztworze buforowym wynosi 1:2. Oblicz objętość dodanego roztworu HBr oraz pH roztworu buforowego. Dla kwasu H₂SO₃ : pK₁=6,35 ; pK₂=10,33 M_{Na2SO3. 7H2O}=252,06

ROZWIĄZANIE

3Na₂SO₃ + HBr = NaHSO₃ +2Na₂SO₃ + NaBr

molowo 1 : 2

n(HBr) = n(NaHSO₃) = 1/3 n(Na₂SO₃)= 100/ (3x252,06)=0,13224

V_HBr= n/C= 0,13224/2= 0,06612 [dm³] = 66,1 [cm³]

[H⁺] = K₂ x ½ = 2,3387x10^-11 , pH = 10,6

Uwaga!

Może być druga wersja rozwiązania tego zadania, którą również akceptuję.

3Na₂SO₃ + 5HBr = NaHSO₃ + 2H₂SO₃ + 5NaBr

molowo 1 : 2

n(HBr) = 5/3 n(Na₂SO₃)= (5x100)/(3x252,06)=0,66122

V_HBr= n/C= 0,66122/2= 0,3306 [dm³] = 330,6 [cm³]

[H⁺] = K₁ x 2/1 = 2xK₁ = 8,9337x 10^-7 , pH = 6,05

5. Roztwory: HNO₃, KOH i BOH(słaba zasada) zmieszano w stosunku objętościowym 2:1:1. Początkowe stężenia molowe wszystkich roztworów były takie same. Otrzymany roztwór uzupełniono wodą do objętości 0,800 dm³. Oblicz pH w roztworze końcowym, jeśli wiadomo, że stężenie jonów NO₃^- wynosi w nim 6,753∙10^-3mol/dm³. K_BOH =2,54x10^-5

ROZWIĄZANIE

2HNO₃ + KOH + BOH = KNO₃ + BNO₃ + 2H₂O

2n n n n n

BNO₃ jako sól rozpuszczalna jest całkowicie zdysocjowana

C_B+ = ½ C_NO3- = ½ x 6,753x10^-3 = 3,3765x10^-3 [mol/dm³]

B⁺ + H₂O = BOH + H⁺

[H⁺] = ( K_hydrolizy x C_B+)^1/2 = {[10^-14/ (2,54x10^-5)] x 3,3765x10^-3}^1/2 = 1,153x10^-6

pH = 5,9

6. Założenie: Za roztwór pozbawiony danego rodzaju jonu uznajemy taki, w którym stężenie tego jonu jest mniejsze niż 10^-6 mol/dm³.

W celu otrzymania roztworu pozbawionego jonów Ni²⁺ do 350,0 cm³ roztworu Ni(NO₃)₂ o stężeniu 4,000% i gęstości 1,031 g/cm³ dodano wody i pewną masę KOH. Roztwór końcowy ma objętość 0,6500 dm³ , a stężenie jonów Ni²⁺ w nim wynosi 5,524x10^-8 mol/dm³. Oblicz: pH w roztworze nad osadem wodorotlenku niklu(II) oraz masę dodanego KOH. I_Ni(OH)2=2x10^-15 M_KOH=56,00 M_Ni(NO3)2=182,65

Ni(NO₃)₂ + 2KOH = Ni(OH)₂ + 2KNO₃

I_Ni(OH)2 = [Ni²⁺] [OH]² stąd [OH^-] = ( 2x10^-15/ 5,524x10^-8)^1/2 = 1,9028x10^{- 4}

pH = 14 - 4 + 0,28 = 10,3

n_Ni2+ (w roztworze pierwotnym) = 0,350 x (0,04 x 1031)/ 182,65 = 7,90255x10^-2

n_KOH ( do związania Ni²⁺ wodorotlenek) = 2n_Ni2+ = 0,15805

ale dodano nadmiar KOH, bo w roztworze nad osadem [Ni²⁺] ≠ 2[OH^-]

dokładnie: n_KOH = n_OH (w osadzie) + n_OH (w roztw. nad osadem)

n_KOH = 2(n_Ni(NO3)2 - n_{Ni, roztwór końcowy}) + (V_{roztw końcowy} x [OH^-]_roztwór )

n_KOH = 2(7,90255x10^-2 - 0,650x5,524x10^-8) + 0,650x 1,9028x10^{- 4} = 0,15817

do pominięcia

m_KOH = n_KOH x M_KOH = 0,15817x56 = 8,8575 [g]

7. W pewnym roztworze wodnym KOH wartość pH=12,4. Do 300 cm³ tego roztworu dodano 0,603 g NH₄NO₃, a następnie roztwór rozcieńczono wodą do objętości 700 cm³. Pomiar pH w uzyskanym roztworze wykazał wartość 10,6. Oblicz stałą dysocjacji amoniaku w wodzie(NH₃•H₂O). M _NH4NO3=80,02

NH₄NO₃ + KOH = NH₃•H₂O + KNO₃

Sprawdzamy stechiometrię układu

n_{KOH, roztwór pierwotny} = V_{KOH, początkowe} x [OH^-]_poczatkowe = 0,300 x 10^-(14-12,4)

n_{KOH, roztwór pierwotny} = 7,5357x10^-3 [mol]

n_NH4NO3 = m _NH4NO3 / M _NH4NO3 = 0,603/80,02 = 7,5356x 10³ [mol]

czyli ≡ n_{KOH, roztwór pierwotny} , a więc n_KOH = n_NH4NO3 = n_NH3H2O = n_KNO3 ;

fizycznie jest to roztwór amoniaku w wodzie, bo jony K⁺ i NO₃^- nie hydrolizują

K_NH3H2O = [OH^-]²_{rozt końcowy} / ( C_{roztwór końcowy} - [OH^-]_{rozt końcowy})

C_{roztwór końcowy} = n_NH3H2O / V_{roztw końcowy} = 7,5356x10^-3/ 0,700 = 1,0765x10^-2 [mol/dm³]

[OH^-]_{rozt końcowy} = 10^-(14-10,6) = 3,9811x10^-4

K_NH3H2O = (3,9811x10^-4)² / (1,0765x10^-2 - 3,9811x10^-4) = 1,5288x10^-5

K_NH3H2O = 1,53x10^-5

---