•
Piszemy równania reakcji rozpadu na jony:
HNO
3
→
H
+
+ NO
3
-
H
2
SO
4
→ 2H
+
+ SO
4
2-
Te związki to mocne kwasy ( HNO
3
- azotowy V i H
2
SO
4
- siarkowy VI ) dlatego rozpadają się na
jony całkowicie, a stężenie każdego z jonów jest równe stężeniu początkowemu rozpadającego się
kwasu (czyli np. Jeśli było 5 mol/dm
3
HNO
3
to powstaje nam 5 mol/dm
3
H
+
i 5 mol/dm
3
NO
3
-
)
•
Ponieważ mamy obliczyć pH (czyli -log ze stężenia jonów H
+
) musimy obliczyć stężenie
jonów wodorowych w objętości całego roztworu (czyli mieszaniny HNO
3
i
H
2
SO
4
i H
2
O)
DLATEGO:
•
Musimy obliczyć liczbę moli (n) wodoru dla każdego kwasu ze wzoru:
C
m
= n/V => n = C
m
* V
1. kwas HNO
3
ma n
H+
= 0,012 mol/dm
3
* 0,022 dm
3
= 0.000264 mol
2. kwas H
2
SO
4
ma 2n
H+
= 2(0,027 mol/dm
3
* 0,043 dm
3
) = 0,002322 mol
to jest to 2
H
2
SO
4
→ 2H
+
+ SO4
2-
•
Musimy obliczyć V całego roztworu V = 0,022 dm
3
+ 0,043 dm
3
+ 0,180 dm
3
= 0,245 dm
3
I TERAZ:
•
Podstawiamy do wzoru na stężenie molowe sumę wszystkich moli H
+
w roztworze i V
całego roztworu (C
m
= n/V)
C
m
= (0.000264 mol + 0,002322 mol)/0,245 dm
3
= 0,011 mol/dm
3
•
Wyliczamy pH = -log0,011 = 1,96
ŻEBY OBLICZYĆ [SO
4
2-
] :
•
Obliczamy stężenie SO
4
2-
tak jakbyśmy liczyli stężenie H
2
SO
4
ponieważ ich liczba moli
jest równa przed reakcją dysocjacji i po reakcji dysocjacji (rozpadu na jony)
0,027 mol/dm
3
* 0,043 dm
3
/ 0,245 dm
3
= 0.011 mol/dm
3
•
równanie dysocjacji (rozpadu na jony)
CH
3
COOH ↔ H
+
+ CH
3
COO
-
To jest słaby kwas (octowy) więc reakcja zachodzi w obie strony (można użyć znaku =)
Ka
= [H
+
] * [CH
3
COO
-
]
[CH
3
COOH]
nawias kwadratowy [x] oznacza stężenie x
•
obliczamy Ka (wiedząc, że pKa to -logKa, można sobie to tłumaczyć tak: p[czegoś] =
-log[czegoś])
•
tak na wszelki wypadek wspomnę, że „log” to jest logarytm o podstawie 10, inaczej log
10
,
zasada jest taka: log
10
X = Y <=> 10
Y
= X :)
Ka = 10
-4,79
= 1.62 * 10
-5
•
[H
+
] i [CH
3
COO
-
] to są stężenia zdysocjowanych jonów kwasu octowego (CH
3
COOH),
oznaczymy je jako x ([CH
3
COO
-
] = x) ich stężenia są sobie równe [H
+
] = [CH
3
COO
-
]
(część z nich odtwarza się z powrotem do postaci CH
3
COOH, ponieważ jest to słaby kwas)
•
nasze równanie przyjmuje postać:
Ka
= x * x
[CH
3
COOH] – x
•
zakładamy, że x << [CH
3
COOH], po to żeby nie liczyć równania kwadratowego (z deltą :/)
•
wtedy
stężenia zdysocjowanych jonów
Ka
= x * x
[CH
3
COOH] stężenie początkowe kwasu
•
teraz podstawiamy wszystko do wzoru i wyliczamy x:
1.62 * 10
-5
= x * x
0,75 mol/dm
3
x
2
= 1.62 * 10
-5
* 0,75 mol/dm
3
x = √1.62 * 10
-5
* 0,75 mol/dm
3
x
= 3,49 * 10
-3
=
[ CH
3
COO
-
]
1. pH OBLICZYMY, WYLICZAJĄC [OH
-
],
2. pOH,
3. KORZYSTAMY Z ZALEŻNOŚCI: pKw = pOH + pH
•
można sobie napisać reakcję:
FeSO
4
+ 2OH
-
= Fe(OH)
2
+ SO
4
2-
•
i reakcję dysocjacji Fe(OH)
2
Fe(OH)
2
→ Fe
2-
+ 2OH
-
•
piszemy równanie Ir OH
-
= x, czyli [OH
-
]
2
= (2x)
2
= 4x
2
Ir = [Fe] * [OH
-
]
2 to jest to 2
Fe(OH)
2
→ Fe
2-
+ 2OH
-
•
obliczamy Ir 10
-15.82
= 10
-5.82
* 10
-10
= 1,51*10
-6
*10
-10
= 1.51 * 10
-16
Ir = 10
-15.82
= 1.51 * 10
-16
•
podstawiamy do wzoru: Fe
2-
pochodzi od FeSO
4
którego było 0,25 mol/dm
3
1.51 * 10
-16
= 0,25 * 4x
2
(1,51 * 10
-16
)
1/2
= 1,23 * 10
-16 * ½
= 1,23 * 10
-8
x = √1.51 * 10
-16
x = 1,23 * 10
-8
= [OH
-
]
•
obliczamy pOH i wyliczamy pH z pKw (pKw = pOH + pH):
pOH = 7.91
pH = pKw – pOH
pH = 14,00 – 7.91 = 6.09