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
.