Dysocjacja elektrolityczna, Inżynieria chemiczna i procesowa


Dysocjacja elektrolityczna - protonowa teoria Brnsteda i Lowry'ego (1923)

Dysocjacja jest reakcją danej substancji z rozpuszczalnikiem, przy czym:

a) kwas - substancja dostarczająca protony (donor protonów),

b) zasada - substancja przyjmująca protony (akceptor protonów),

c) reakcje odłączania i przyłączania protonu są odwracalne:

kwas 1 0x01 graphic
zasada 1 + p

gdzie "p" - proton przenoszony w reakcji kwas-zasada, który nie może istnieć samodzielnie i natychmiast łączy się z inną cząstką lub jonem:

zasada 2 + p 0x01 graphic
kwas 2

zatem sumarycznie reakcję tę należy napisać:

kwas 1 + zasada 2 0x01 graphic
zasada 1 + kwas 2

co oznacza, że:

każdy kwas jest sprzężony z odpowiadającą mu zasadą, np.:

HF + 0x01 graphic
0x01 graphic
0x01 graphic
+ 0x01 graphic

kwas 1 zasada 2 zasada 1 kwas 2

pary sprzężone: HF - F-, H3O+ - H2O

0x01 graphic
+ 0x01 graphic
0x01 graphic
0x01 graphic
+ 0x01 graphic

zasada 1 kwas 2 kwas 1 zasada 2

pary sprzężone: 0x01 graphic
0x01 graphic

Kwasami i zasadami są więc nie tylko cząsteczki ale także jony.

Woda - rozpuszczalnik amfoteryczny (amfiprotyczny), tzn. może pełnić rolę zarówno kwasu jak zasady. To czy substancja (cząsteczka, jon) jest kwasem czy zasadą zależy od właściwości donorowych w reakcji z wodą.

Jeżeli:

- dana substancja ma właściwości donorowe mocniejsze niż cząsteczki wody:

- substancja - kwas, woda - zasada:

0x01 graphic
+ 0x01 graphic
0x01 graphic
0x01 graphic
+ 0x01 graphic

kwas 1 zasada 2 zasada 1 kwas 2

- dana substancja ma właściwości donorowe słabsze niż cząsteczki wody:

- substancja - zasada, woda - kwas

0x01 graphic
+ 0x01 graphic
0x01 graphic
HCN + 0x01 graphic

zasada 1 kwas 2 kwas 1 zasada 2

Przykład 1. Napisać równania reakcji protolitycznych z wodą:

a) jonów 0x01 graphic
,

b) jonów 0x01 graphic

c) jonów 0x01 graphic

d) CH3COOH,

e) jonów 0x01 graphic
,

f) jonów 0x01 graphic
,

g) NH3,

h) jonów 0x01 graphic
.

Wskazać pary sprzężone kwas-zasada.

a) 0x01 graphic
+ H2O 0x01 graphic
0x01 graphic
+ 0x01 graphic

zasada 1 kwas 2 kwas 1 zasada 2

b) 0x01 graphic
+ H2O 0x01 graphic
0x01 graphic
+ 0x01 graphic

kwas 1 zasada 2 zasada 1 kwas 2

c) 0x01 graphic
+ H2O 0x01 graphic
H2CO3 + 0x01 graphic

zasada 1 kwas 2 kwas 1 zasada 2

d) CH3COOH + H2O 0x01 graphic
0x01 graphic
+ 0x01 graphic

kwas 1 zasada 2 zasada 1 kwas 2

e) 0x01 graphic
+ H2O 0x01 graphic
NH3 + 0x01 graphic

kwas 1 zasada 2 zasada 1 kwas 2

f) 0x01 graphic
+ H2O 0x01 graphic
HBrO3 + 0x01 graphic

zasada 1 kwas 2 kwas 1 zasada 2

g) NH3 + H2O 0x01 graphic
0x01 graphic
+ 0x01 graphic

zasada 1 kwas 2 kwas 1 zasada 2

h) 0x01 graphic
+ H2O 0x01 graphic
0x01 graphic
+ 0x01 graphic

kwas 1 zasada 2 zasada 1 kwas 2

Prawo działania mas w wodnych roztworach elektrolitów

W roztworze wodnym (rozpuszczalnik protyczny) przebiega reakcja protolityczna:

AB + H2O 0x01 graphic
0x01 graphic
H2O + 0x01 graphic

zgodnie z prawem działania mas, stała równowagi tej reakcji:

0x01 graphic

gdzie:0x01 graphic
- ułamek molowy jonów 0x01 graphic
(zhydratyzowanych)

0x01 graphic
- ułamek molowy jonów 0x01 graphic

0x01 graphic
- ułamek molowy cząsteczek niezdysocjowanych

0x01 graphic
- ułamek molowy wody

w rozcieńczonych roztworach wodnych można:

- ułamki molowe substancji zastąpić stężeniami molowymi,

- ułamek molowy wody przyjąć za wielkość stałą,

stąd:

0x01 graphic

gdzie: 0x01 graphic
- stężenie molowe jonów 0x01 graphic
w stanie równowagi

0x01 graphic
- stężenie molowe jonów 0x01 graphic
w stanie równowagi

[AB] - stężenie molowe niezdysocjowanych cząsteczek AB w stanie równowagi

stała równowagi reakcji dysocjacji danego elektrolitu - stała dysocjacji tego elektrolitu

- charakterystyczna dla danego elektrolitu

- niezależna od stężenia elektrolitu

- zależna od temperatury

Równowagi jonowe w roztworach słabych elektrolitów

Dysocjacja wody

Reakcja dysocjacji wody (autodysocjacji):

2 H2O 0x01 graphic
0x01 graphic

stała równowagi tej reakcji, wyznaczona doświadczalnie w temperaturze 25C:

0x01 graphic

Uwaga - rozważając równanie dysocjacji wody, w wyrażeniu definiującym stałą równowagi tego procesu, stężenie wody (środowiska reakcji) przyjmuje się jako stałe.

stężenie cząstek niezdysocjowanych:

dwody w temp. 25ºC = 0,99044 g/cm3

0x01 graphic

zatem:

[H3O+][OH-] = K[H2O] = 1,810-16 55 mol/dm3 = Kw 110-14

gdzie: Kw - iloczyn jonowy wody

Prawo stałości iloczynu jonowego wody:

W wodnych roztworach elektrolitów, w temperaturze ~25C, iloczyn stężeń jonów oksoniowych i jonów wodorotlenowych jest wielkością stałą, równą 110-14.

- w czystej wodzie:

odczyn obojętny - [H3O+] = [OH-] = 10-7

- w roztworach kwasów:

odczyn kwasowy - [H3O+] > [OH-] [H3O+] > 10-7 [OH-] < 10-7

- w roztworach zasad:

odczyn zasadowy - [H3O+] < [OH-] [H3O+] < 10-7 [OH-] > 10-7

Srensen (1909)

- wykładnik stężenia jonów wodorowych (obecnie oksoniowych) - pH

- wykładnik stężenia jonów wodorotlenowych - pOH

pH = -log [H3O+] pOH = -log [OH-]

Zatem, jeżeli wyrażenie opisujące iloczyn jonowy wody:

[H3O+][OH-] = 10-14

poddać logarytmowaniu, to:

pH + pOH = 14

- w czystej wodzie:

odczyn obojętny - pH = 7 pOH = 7

- w roztworach kwasów:

odczyn kwasowy - pH < 7 pOH > 7

- w roztworach zasad:

odczyn zasadowy - pH > 7 pOH < 7

0x08 graphic
                odczyn obojętny

odczyn kwasowy

odczyn zasadowy

silnie kwasowy

słabo kwasowy

słabo zasadowy

silnie zasadowy

pH

 0   1    2     3

  4     5  6  7 8 9 10

11   12  13   14

Przykład 2. Stężenia jonów w roztworach wynoszą:

a) [HO+] = 510-3 mol/dm3

b) [HO+] = 310-12 mol/dm3

c) [HO+] = 210-9 mol/dm3

d) [OH-] = 310-9 mol/dm3

e) [OH-] = 510-8 mol/dm3

f) [OH-] = 310-7 mol/dm3

Obliczyć pH tych roztworów, określić ich odczyn, uszeregować wg rosnącej kwasowości.

a) pH = -log[HO+] = -log 510-3 = 3 - log 5 = 3 - 0,7 = 2,3

odczyn silnie kwasowy

b) pH = -log[HO+] = -log 310-12 = 12 - log 3 = 12 - 0,5 = 11,5

odczyn silnie zasadowy

c) pH = -log[HO+] = -log 210-9 = 9 - log 2 = 9 - 0,3 = 8,7

odczyn słabo zasadowy

d) pOH = -log[OH-] = -log 310-9 = 9 - log 3 = 9 - 0,5 = 8,5

pH = 14 - pOH = 14 - 8,5 = 5,5

odczyn słabo kwasowy

e) pOH = -log[OH-] = -log 510-8 = 8 - log 5 = 8 - 0,7 = 7,3

pH = 14 - pOH = 14 - 7,3 = 6,7

odczyn bardzo słabo kwasowy

f) pOH = -log[OH-] = -log 310-7 = 7 - log 3 = 7 - 0,5 = 6,5

pH = 14 - pOH = 14 - 6,5 = 7,5

odczyn bardzo słabo zasadowy

według rosnącej kwasowości: b), c), f), e), d), a)

Przykład 3. Obliczyć [H3O+] i pH w 0,1 molowym roztworze HIO3.

Ka = 210-1

- dysocjacja kwasu jodowego(V):

HIO3 + H2O 0x01 graphic
0x01 graphic
+ 0x01 graphic

- stała równowagi:

0x01 graphic

- jeżeli przyjąć następujące oznaczenia:

C - początkowe stężenie kwasu

x - [H3O+] = [IO3-] - stężenia jonów

(C-x) - [HIO3] - stężenie cząsteczek niezdysocjowanych

- to:

0x01 graphic

- skąd:

0x01 graphic
=0x01 graphic

= 7,510-2 mol/dm3

pH = -log [H3O+] = -log 7,510-2 = 2 - log 7,5 = 2 - 0,88 = 1,12

Przykład 4. Obliczyć stężenie jonów oksoniowych i pH w 0,1 molowym roztworze kwasu octowego.

Ka = 1,810-5

- dysocjacja kwasu octowego:

CH3COOH + H2O 0x01 graphic
0x01 graphic
+ 0x01 graphic

- stała równowagi:

0x01 graphic

- jeżeli:

0x01 graphic
0x01 graphic

- można przyjąć:

C - stężenie początkowe kwasu

x - [H3O+] = [CH3COOH-]

C-x C - stężenie cząsteczek niezdysocjowanych:

- zatem:

0x01 graphic

- skąd:

0x01 graphic
0x01 graphic
= 1,34·10-3

pH = -log 1,3410-3 = 3 - log 1,34 = 3 - 0,13 = 2,87

Stopień dysocjacji

Prawo rozcieńczeń Ostwalda

dowolny słaby elektrolit, np. słaby kwas:

HA + H2O 0x01 graphic
0x01 graphic
+ 0x01 graphic

stopień dysocjacji ():

0x08 graphic
liczba cząsteczek zdysocjowanych

całkowita liczba cząsteczek w roztworze

inaczej:

0x08 graphic
0x08 graphic
Nzdys. Czdys.

0x08 graphic
0x08 graphic
Ncałk. Ccałk.

Stopień dysocjacji - ułamek

- czasem wyrażany w %

Stopień dysocjacji - ilościowa ocena mocy elektrolitu

- elektrolity mocne -   = 1

- elektrolity średniej mocy - 1 <  < 0,1

- elektrolity słabe -   < 0,1

Stała dysocjacji słabego elektrolitu, np. kwasu, o stężeniu początkowych Cpocz.:

0x01 graphic

a, uwzględniając stopień dysocjacji :

[H3O+] = Cpocz.

[A-] = Cpocz.

[HA] = Cpocz. - Cpocz. = Cpocz.(1-)

0x01 graphic
0x01 graphic

Prawo rozcieńczeń Ostwalda - wiąże stopień dysocjacji elektrolitu z jego stężeniem

Dla niezbyt rozcieńczonych roztworów słabych elektrolitów, dla których:

0x01 graphic

można założyć: 1 - 1

i wówczas:

K = Cpocz.2 - uproszczona forma prawa rozcieńczeń

czyli:

0x01 graphic

Stopień dysocjacji elektrolitu jest odwrotnie proporcjonalny do stężenia tego elektrolitu.

Przykład 5. Obliczyć stopień dysocjacji kwasu mrówkowego w roztworach:

a) 1 molowym

b) 110-3 molowym

KHCOOH = 1,810-4

- równanie dysocjacji:

HCOOH + H2O 0x01 graphic
0x01 graphic
+ 0x01 graphic

dla a):

0x01 graphic

zatem do obliczeń można zastosować uproszczoną formę prawa rozcieńczeń:

K = α2⋅C

stąd:

0x01 graphic

dla b):

0x01 graphic

czyli do obliczeń należy stosować pełną formę prawa rozcieńczeń:

0x01 graphic

zatem:

2C + K - K = 0

= K2 + 4 KC = (1,810-4)2 + 41,810-4110-3 = 3,2410-8 + 7,210-7 = 75,2410-8

0x01 graphic

0x01 graphic

Gdyby w tym przypadku do obliczeń zastosowano uproszczoną formę prawa rozcieńczeń:

K = 2C

0x01 graphic

Przykład 6. Obliczyć stężenie roztworu kwasu azotowego(III), przy którym stopień dysocjacji kwasu osiągnie wartość 0,9.

Kkwasu = 410-4

- równanie dysocjacji:

HNO2 + H2O 0x01 graphic
0x01 graphic
+ 0x01 graphic

- prawo rozcieńczeń Ostwalda:

0x01 graphic

- stąd:

0x01 graphic

Przykład 7. Stopień dysocjacji kwasu cyjanowodorowego w roztworze 0,03 procentowym wynosi 2,6810-4. Gęstość tego roztworu jest równa 1,001 g/cm3. Obliczyć:

a) stałą dysocjacji kwasu cyjanowodorowego,b) pH tego roztworu.

równanie dysocjacji kwasu cyjanowodorowego:

HCN + H2O 0x01 graphic
0x01 graphic
+ 0x01 graphic

ad a):

- jeżeli stężenie procentowe roztworu HCN = 0,03 %,

to stężenie molowe równe jest:

0x01 graphic

- ponieważ << 1

do obliczeń można zastosować uproszczoną formę prawa rozcieńczeń:

K = 2C

- zatem:

K = (2,6810-4)21,110-2 = 7,910-10

ad b):

- stężenie jonów oksoniowych w tym roztworze wynosi:

[H3O+] = C = 1,110-22,6810-4 = 2,9510-6

pH = -log [H3O+] = -log 2,9510-6 = 6 - log 2,95 = 6 - 0,47 = 5,53

Zadania

1. Napisać równania reakcji protolitycznych z wodą:

HCl, HN3, HNO2, 0x01 graphic
, 0x01 graphic
, HCN, CH3COOH, HCOOH, 0x01 graphic
, HCOO-, 0x01 graphic

Określić kwas i zasadę.

2. Obliczyć wykładniki stężenia jonów oksoniowych w roztworach, w których stężenia jonów wynoszą:

a) [0x01 graphic
] = 4·10-8 mol/dm3 b) [0x01 graphic
] = 610-5 mol/dm3

Który roztwór jest bardziej kwasowy?

3. Obliczyć wykładniki stężenia jonów oksoniowych w roztworach, w których stężenia jonów wynoszą:

a) [0x01 graphic
] = 510-9 mol/dm3 b) [0x01 graphic
] = 310-2 mol/dm3

Który roztwór jest bardziej zasadowy?

4. Obliczyć wykładniki stężenia jonów oksoniowych w roztworach, w których stężenia jonów wynoszą:

a) [0x01 graphic
] = 310-10 mol/dm3 b) [0x01 graphic
] = 210-3 mol/dm3

Który roztwór jest mniej zasadowy?

5. Obliczyć wykładniki stężenia jonów oksoniowych w roztworach, w których stężenia jonów wynoszą:

a) [0x01 graphic
] = 610-8 mol/dm3 b) [0x01 graphic
] = 4·10-2 mol/dm3

Który roztwór jest mniej kwasowy?

6. Obliczyć wykładniki stężenia jonów oksoniowych w roztworach, w których stężenia jonów wynoszą:

a) [0x01 graphic
] = 810-6 mol/dm3 b) [0x01 graphic
] = 2·10-4 mol/dm3

Który roztwór jest mniej kwasowy?

7. Obliczyć wykładniki stężenia jonów oksoniowych w roztworach, w których stężenia jonów wynoszą:

a) [0x01 graphic
] = 3·10-2 mol/dm3 b) [0x01 graphic
] = 710-3 mol/dm3

Który roztwór jest bardziej zasadowy?

8. Obliczyć wykładniki stężenia jonów oksoniowych w roztworach, w których stężenia jonów wynoszą:

a) [0x01 graphic
] = 610-3 mol/dm3 b) [0x01 graphic
] = 6·10-6 mol/dm3

Który roztwór jest bardziej zasadowy?

9. Obliczyć wykładnik stężenia jonów oksoniowych w 0,005 molowym roztworze całkowicie zdysocjowanego jednoprotonowego kwasu.

10. Obliczyć wartości wykładników stężenia jonów oksoniowych i uporządkować je według rosnącej kwasowości:

a) [0x01 graphic
] = 4·10-8 mol/dm3 b) [0x01 graphic
] = 5·10-10 mol/dm3

c) [0x01 graphic
] =6·10-12 mol/dm3 d) [0x01 graphic
] = 2·10-4 mol/dm3

e) [0x01 graphic
] = 2·10-4 mol/dm3 f) [0x01 graphic
] = 6·10-5 mol/dm3

g) [0x01 graphic
] = 2·10-7 mol/dm3 h) [0x01 graphic
] = 3·10-6 mol/dm3

11. Obliczyć stężenie jonów oksoniowych w roztworze, w którym pH = 8,85.

12. Obliczyć wykładnik stężenia jonów oksoniowych w roztworze, w którym stężenie jonów wodorotlenowych [0x01 graphic
] = 4,2·10-8 mol/dm3.

13. W 250 cm3 roztworu zawarte jest 0,4 g wodorotlenku sodu. Obliczyć pH tego roztworu.

14. W 0,5 dm3 roztworu zawarte jest 0,63 g kwasu azotowego(V). Obliczyć pH tego roztworu.

15. W 500 g roztworu o gęstości 1,00 g/cm3 zawarte jest 0,56 g wodorotlenku potasu. Obliczyć pH tego roztworu.

16. W 0,5 dm3 roztworu zawarte jest 0,025 mola mocnego jednoporotonowego kwasu. Obliczyć pH tego roztworu

17. W 250 cm3 roztworu zawarte jest 0,02 mola mocnej jednoprotonowej zasady. Obliczyć pH tego roztworu.

18. W 250 cm3 roztworu zawarte jest 0,365 g chlorowodoru. Obliczyć pH tego roztworu.

19. Do 30 cm3 0,2 molowego roztworu kwasu solnego dodano 20 cm3 0,2 molowego roztworu wodorotlenku sodu. Obliczyć wykładnik stężenia jonów oksoniowych w powstałym roztworze.

20. Obliczyć stopień dysocjacji i stężenie jonów oksoniowych w 0,02 molowym roztworze kwasu chlorowego(I).

Kkw = 4,310-8

21. Obliczyć, przy jakim stężeniu kwasu azotowego(III) stopień dysocjacji wyniesie 0,5 oraz jakie będzie stężenie jonów oksoniowych w tym roztworze.

Kkw = 410-4

22. Stopień dysocjacji HCN (kwas cyjanowodorowy) w roztworze 0,01 molowym wynosi 2,710-4. Obliczyć stałą dysocjacji tego kwasu oraz stężenie jonów oksoniowych w tym roztworze.

23. Obliczyć stopień dysocjacji oraz stężenie jonów oksoniowych w 2 molowym roztworze kwasu mrówkowego.

KHCOOH = 4,010-4

24. Obliczyć stałą dysocjacji amoniaku oraz stężenie jonów wodorotlenowych w 0,05 molowym roztworze amoniaku, jeżeli stopień dysocjacji amoniaku w tym roztworze równy jest 1,910-2.

25. Stężenie jonów octanowych w 0,05 molowym roztworze kwasu octowego wynosi 9,510-4 mol/dm3. Obliczyć stopień dysocjacji kwasu w tym roztworze oraz stałą dysocjacji tego kwasu.

26. Obliczyć pH w 0,1 i 0,01 molowych roztworach kwasu mrówkowego. Jak zmienia się stopień dysocjacji skutkiem rozcieńczania roztworu?

K = 1,8·10-4

27. Obliczyć pH 10 % roztworu amoniaku o gęstości 0,98 g/cm3.

K = 1,78·10-5

28. Do 100 cm3 roztworu mocnego jednoprotonowego kwasu, w którym [0x01 graphic
] = 0,2 mol/dm3 dodano 25 cm3 roztworu tego samego kwasu o pH = 1,5. Obliczyć pH w powstałym roztworze.

29. Do kolby miarowej wprowadzono 1,0 cm3 38,32 % roztworu kwasu solnego o gęstości d = 1,19 g/cm3 i rozcieńczono wodą do objętości 500 cm3. Obliczyć pH w powstałym roztworze.

30. Amoniak wydzielony z 26,746 g chlorku amonu zaabsorbowano w wodzie, po czym roztwór rozcieńczono do objętości 2 dm3. Obliczyć pH powstałego roztworu.

K = 1,78·10-5

31. Wykładnik stężenia jonów oksoniowych w 0,02 molowym roztworze słabego kwasu jednoprotonowego wynosi 2,35. Obliczyć wartość stałej dysocjacji tego kwasu.

32. Obliczyć pH w roztworze słabego kwasu, zdysocjowanego w 6 %.

Kkw = 1,76·10-4

33. Obliczyć stałą dysocjacji i stopień dysocjacji kwasu, którego 0,02 molowy roztwór ma pH = 2,55

34. Obliczyć stężenie molowe kwasu azotowego(III) w roztworze, w którym stopień dysocjacji wynosi 0,1. Kkwasu = 4·10-4

35. Obliczyć dokładną i przybliżoną wartość stężenia jonów oksoniowych w 0,4 molowym roztworze CH3COOH. Kkwasu = 1,8·10-5

36. Obliczyć przybliżoną i dokładną wartość stężenia jonów wodorotlenowych w 0,08 molowym roztworze amoniaku. Kamoniaku = 1,75·10-5

37. Stopień dysocjacji kwasu cyjanowodorowego w roztworze 0,01 molowym wynosi 2,7·10-4. Obliczyć stałą dysocjacji tego kwasu.

38. Stopień dysocjacji w 0,095 % roztworze kwasu chlorowego(I) (gęstość roztworu przyjąć = 1,00 g/cm3) wynosi 0,132. Obliczyć stałą dysocjacji tego kwasu.

39. Obliczyć zmianę pH po tysiąckrotnym rozcieńczeniu:

a) 0,01 molowego roztworu mocnego jednoprotonowego kwasu,

b) 0,01 molowego roztworu kwasu octowego. Kkwasu = 1,8·10-5.

40. Do kolby miarowej wprowadzono 2 cm3 roztworu kwasu azotowego(V) o stężeniu 66,97 % wag. i gęstości d = 1,40 g/cm3, po czym rozcieńczono wodą do objętości 5 dm3. Obliczyć pH powstałego roztworu.

41. Obliczyć stężenie molowe roztworu amoniaku, w którym pH = 11,7.

Kamoniaku = 1,75·10-5

42. W 2 dm3 wody pochłonięto amoniak wydzielony z 2,67 g chemicznie czystego chlorku amonu, przy czym objętość roztworu nie uległa zmianie. Obliczyć pH tego roztworu.

Kamoniaku = 1,75·10-5

43. Zmieszano 100 cm3 roztworu HCl o stężeniu 0,2 mol/dm3 z 10 cm3 roztworu HCl o stężeniu 0,5 mol/dm3. Obliczyć stężenie molowe powstałego roztworu oraz jego pH.

44. 10 g roztworu NaOH o stężeniu 10% mas. rozcieńczono wodą do objętości 500 cm3. Obliczyć stężenie molowe powstałego roztworu oraz jego pH.

45. Stopień dysocjacji 0,1 molowego roztworu słabej jednoprotonowej zasady w temperaturze 25°C wynosi 1,33%. Obliczyć stężenie jonów wodorotlenowych oraz stałą dysocjacji tej zasady.

46. Wodny roztwór słabego jednoprotonowego kwasu zawiera 0,2 mola jonów oksoniowych i 2 mole cząsteczek niezdysocjowanych. Obliczyć stopień dysocjacji kwasu.

47. Obliczyć stężenia jonów w 0,5 molowym roztworze kwasu fluorowodorowego jeżeli stopień dysocjacji wynosi 0,025.

48. 300 cm3 0,02 molowego wodnego roztworu pewnego jednoprotonowego kwasu, w którym stopień dysocjacji wynosił 16,6% zmieszano z 200 cm3 wodnego roztworu tego samego kwasu. Obliczyć pH w otrzymanym roztworze.

49. Obliczyć stałą dysocjacji jednoprotonowego kwasu, jeżeli w roztworze o stężeniu jonów oksoniowych równym 0,01 mol/dm3 stopień dysocjacji wynosi 0,02.

50. Stała dysocjacji amoniaku wynosi 1.8·10-5. Obliczyć stopień dysocjacji amoniaku w roztworach:

a) o stężeniu 1 mol/dm3,

b) o stężeniu 0,1 mol/dm3,

c) o stężeniu 0,01 mol/dm3.

51. Obliczyć stężenie molowe roztworu amoniaku, w którym wykładnik stężenia jonów oksoniowych pH = 11,7.

52. Obliczyć zmianę pH w wodzie po ogrzaniu jej do temperatury wrzenia. Iloczyn jonowy wody w temp. 298,15 k wynosi 1,00·10-14, a w temperaturze 373,15 K - 7,4·10-13.

Odpowiedzi:

 1. a) HCl + H2O 0x01 graphic
0x01 graphic
+ 0x01 graphic

kwas 1 zasada 2 kwas 2 zasada 1

b) HN3 + H2O 0x01 graphic
0x01 graphic
+ 0x01 graphic

kwas 1 zasada 2 kwas 2 zasada 1

c) HNO2 + H2O 0x01 graphic
0x01 graphic
+ 0x01 graphic

kwas 1 zasada 2 kwas 2 zasada 1

d) 0x01 graphic
+ H2O 0x01 graphic
HCN + 0x01 graphic

zasada 1 kwas 2 kwas 1 zasada 2

e) 0x01 graphic
+ H2O 0x01 graphic
H2S + 0x01 graphic

zasada 1 kwas 2 kwas 1 zasada 2

f) HCN + H2O 0x01 graphic
0x01 graphic
+ 0x01 graphic

kwas 1 zasada 2 kwas 2 zasada 1

g) CH3COOH + H2O 0x01 graphic
0x01 graphic
+ 0x01 graphic

kwas 1 zasada 2 kwas 2 zasada 1

h) HCOOH + H2O 0x01 graphic
0x01 graphic
+ 0x01 graphic

kwas 1 zasada 2 kwas 2 zasada 1

i) 0x01 graphic
+ H2O 0x01 graphic
0x01 graphic
+ 0x01 graphic

kwas 1 zasada 2 kwas 2 zasada 1

j) 0x01 graphic
+ H2O 0x01 graphic
HCOOH + 0x01 graphic

zasada 1 kwas 2 kwas 1 zasada 2

k) 0x01 graphic
+ H2O 0x01 graphic
H2CO3 + 0x01 graphic

zasada 1 kwas 2 kwas 1 zasada 2

0x01 graphic
+ H2O 0x01 graphic
0x01 graphic
+ 0x01 graphic

kwas 1 zasada 2 zasada 1 kwas 2

i) Zn2+ + 2 H2O 0x01 graphic
0x01 graphic
+ 0x01 graphic

kwas 1 zasada 2 zasada 1 kwas 2

j) 0x01 graphic
+ H2O 0x01 graphic
HNO2 + 0x01 graphic

zasada 1 kwas 2 kwas 1 zasada 2

k) 0x01 graphic
+ 2 H2O 0x01 graphic
0x01 graphic
+ 0x01 graphic

kwas 1 zasada 2 zasada 1 kwas 2

l) 0x01 graphic
+ H2O 0x01 graphic
0x01 graphic
+ 0x01 graphic

kwas 1 zasada 2 zasada 1 kwas 2

m) 0x01 graphic
+ H2O 0x01 graphic
0x01 graphic
+ 0x01 graphic

zasada 1 kwas 2 kwas 1 zasada 2

n) 0x01 graphic
+ 2 H2O 0x01 graphic
0x01 graphic
+ 0x01 graphic

kwas 1 zasada 2 zasada 1 kwas 2

 2. a) pH = 7,4 b) pH = 9,78

bardziej kwasowy - roztwór a)

 3. a) pH = 8,3 b) pH = 12,48

bardziej zasadowy - roztwór b)

 4. a) pH = 9,52 b) pH = 11,3

mniej zasadowy - roztwór a)

 5. a) pH = 6,78 b) pH = 1,4

mniej kwasowy - roztwór a)

 6. a) pH = 8,9 b) pH = 3,7

mniej kwasowy - roztwór a)

 7. a) pH = 12,48 b) pH = 2,15

bardziej zasadowy - roztwór a)

 8. a) pH = 2,22 b) pH = 8,78

bardziej zasadowy - roztwór b

 9. pH = 2,3

10. a) pH = 7,4 b) pH = 9,3 c) pH = 11,22 d) pH = 3,7

e) pH = 10,3 f) pH = 9,78 g) pH = 7,3 h) pH = 8,48

według rosnącej kwasowości: c, e, f, b, h, a, g, d

11. [0x01 graphic
] = 1,4·10-9

12. pH = 6,62

13. pH = 12,6

14. pH = 1,7

15. pH = 12,3

16. pH = 1,3

17. pH = 12,9

18. pH = 1,4

19. pH = 1,4

20. [0x01 graphic
] = 2,9·10-5 α = 1,47·10-3

21. [0x01 graphic
] = 4·10-4

22. K = 6,48·10-10 [0x01 graphic
] = 2,7·10-6

23. α = 1,4·10-2 [0x01 graphic
] = 2,82·10-2

24. K = 1,8·10-5 [0x01 graphic
] = 9,5·10-4

25. α = 1,9·10-2 K = 1,8·10-5

26. pH1 = 2,66 pH2 = 2,60

α1 = 2,16·10-2 α2 = 0,252

27. pH = 12

28. pH = 1,1

29. pH = 1,6

30. pH = 11,32

31. K = 1,0125·10-5

32. pH = 2,52

33. K = 3,92·10-4 α = 0,14

34. C = 3,6·10-2 mol/dm3

35. [OH-] dokładne = 2,67·10-3, [OH—przybliżone = 2,7·10-3

36. [OH-] przybliżone = 1,18·10-3, [OH-] dokładne = 1,17·10-3

37. K = 8,1·10-9

38. K = 3,6·10-4

39. a) pH1 = 2; pH2 = 5

b) pH1 = 5,38; pH2 = 5,15

40. pH = 2,22

41. C = 1,43·10-2 mol/dm3

42. pH = 10,82

43. C = 0,23 mol/dm3; pH = 0,64

44. C = 0,05 mol/dm3; pH = 12,7

45. K = 1,77·10-3

46. α = 0,1

47. [H3O+] = [F-] = 1,25·10-2 mol/dm3

48. pH = 2,48

49. K = 4,08·10-6

50. a) α = 4,24·10-3; b) α = 1,34·10-2; c) α = 4,15·10-2

51. 1,40 mol/dm3

52. w temp. 298 K - pH = 7,00; w temp. 373 K - pH = 6,07

Mantysy dwucyfrowe logarytmów dziesiętnych

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

2

3

4

5

6

7

8

9

00

30

48

60

70

78

85

90

95

04

32

49

61

71

79

85

91

96

08

34

51

62

72

79

86

91

96

11

36

52

63

72

80

86

92

97

15

38

53

64

73

81

87

92

97

18

40

54

65

74

81

88

93

98

20

41

56

66

75

82

88

93

98

23

43

57

67

76

83

89

94

99

26

45

58

68

76

83

89

94

99

28

46

59

69

77

84

90

95

996

8

7

α =

α =

α =



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Konfiguracje elektronowe, Inżynieria chemiczna i procesowa
Niklowanie chemiczne, Inżynieria chemiczna i procesowa, Elektrochemia
Niklowanie, Inżynieria chemiczna i procesowa, Elektrochemia
TWARDOŚĆ WODY, Inżynieria chemiczna i procesowa, Elektrochemia
ELEKTRA - exam, uniwersytet warmińsko-mazurski, inżynieria chemiczna i procesowa, rok II semestr 3,
Witaminy są związkami organicznymi, uniwersytet warmińsko-mazurski, inżynieria chemiczna i procesowa
zadanie1 3, uniwersytet warmińsko-mazurski, inżynieria chemiczna i procesowa, rok II semestr 3, tran
pytania operacje, uniwersytet warmińsko-mazurski, inżynieria chemiczna i procesowa, rok II semestr 4
Stechiometria, Inżynieria chemiczna i procesowa
D III rokBiopreparatywykłady 1-3fermenty, uniwersytet warmińsko-mazurski, inżynieria chemiczna i pro
Staliwa węglowe i konstrukcyjne stopowe, Inżynieria chemiczna i procesowa, Materiało- i maszynoznaws
Przykładowa analiza AWZ, politechnika łódzka, inżynieria chemiczna i procesowa, rok I semestr 1, bez
mikro3, uniwersytet warmińsko-mazurski, inżynieria chemiczna i procesowa, rok II semestr 3, mikrobio
biotechnologia2, uniwersytet warmińsko-mazurski, inżynieria chemiczna i procesowa, rok III semestr 6
allbiochemia, uniwersytet warmińsko-mazurski, inżynieria chemiczna i procesowa, rok I semestr 2, bio
mikrokapsułkowanie aromatów, uniwersytet warmińsko-mazurski, inżynieria chemiczna i procesowa, rok I
egz mikro, uniwersytet warmińsko-mazurski, inżynieria chemiczna i procesowa, rok II semestr 3, mikro

więcej podobnych podstron