Question

Daję 'naj' za rozwiązanie lub choćby logiczne naprowadzenie mnie na właściwy tor myślenia.

Oblicz jakościowo zmianę pH, która nastąpi gdy do 20 cm3, 0,4 - molowego roztworu KOH dodamy:
a) 10 cm3 wody
b) 20 cm3 0,4 roztworu kwas siarkowego (VI)
c) 10 g czystej NaOH
d) 10 cm3 0,4 - molowego roztworu NaOH

Answer 1

Roztwór początkowy:
pOH = - log 0,4 = 0,4
pH = 14 - pOH = 13,6

1000 cm³ - 0,4 mola KOH
20 cm³ - x
x = 0,008 mola - tyle substancji jest w 20 cm³ roztworu z zadania, zatem:

a) rozcieńczamy roztwór do 30 cm³ (0,03 dm³), ilość substancji jest stała, więc:
0,008/0,03 = 0,27 mol/dm³
pOH = -log 0,27 = 0,57
pH = 14 - 0,57 = 13,43

b) dodajemy kwasu
2KOH + H₂SO₄ = K₂SO₄ +2H₂O
Z reakcji wynika, że 1 mol kwasu reaguje z 2 molami KOH, zatem mamy 2-krotny nadmiar kwasu, czyli 0,004 mola kwasu nie przereaguje, zatem jego stężenie wynosi:
0,004/0,04 = 0,1 mol/dm³
pH = -log 0,1 = 1

c) dodajemy dodatkową porcję zasady
1 mol NaOH - 40 g
x - 10 g
x = 0,25 mola

20 cm³ - 0,25
1000 cm³ - x
x = 12,5 mol/dm³ - stężenie NaOH

Przy założeniu że w tak stężonym roztworze stopień dysocjacji wynosi 100 %, można zsumować stężenia jonów OH⁻ pochądzące od obydwu substancji, więc:

c = 12,5 + 0,4 = 12,9
pOH = -log 12,9 = -1,11
pH = 14 - (-1,11) = 15,11 (dość mało prawdopodobne w roztworach wodnych, ale papier zniesie wszystko :))

d) dodajemy roztwór NaOH
Ponieważ stężenia obu roztworów są równe i obie substancje dysocjują dając takie same ilości jonów OH⁻, to stężenie tych jonów w tym przypadku nie ulega zmianie, więc pH również nie ulega zmianie.