Question

Jak zmieni się pH 0,01 molowego roztworu słabej zasady typu XOH o stałej dysocjacji równej 1x10⁻¹⁰ jeżeli stężenie zmaleje 100razy?

Answer 1

PH to ujemny logarytm(10) ze stężenia jonów wodorowych. Inaczej to 1-pOH, gdzie  pOH to ujemny logarytm ze stężenia jonów wodorotlenowych.

W opisanym zadaniu musimy przejść przez trzy etapy:
- obliczyć jak zmieni się stopień dysocjacji (alfa) przy rozcieńczaniu - zrobimy to w oparciu o prawo rozcieńczeń Ostwalda
- znając wartości stężeń początkowych C0 i alfa w każdym przypadku, obliczymy stężenia jonów OH-
- na końcu obliczymy pH pośrednio z pOH roztworu wyjściowego i rozcieńczonego.

Zaczynamy ;)



Prawo rozcieńczeń Ostwalda:

Znając i K sprawdzamy, czy możemy pominąć mianownik powyższego równania - możemy to zrobić wtedy, gdy
W tym przypadku jest równe o wiele więcej, czyli pomijamy mianownik. Po przekształceniu otrzymujemy:

Zatem dla roztworu przed rozcieńczeniem:

Roztwór po rozcieńczeniu na stężenie 0,0001, zatem:


Wiedząc, że , a Cz to nic innego jak stężenie jonów OH- otrzymujemy:
Przed rozcieńczeniem [OH-]=0,000001=
Po rozcieńczeniu [OH-]=0,0000001=

Zatem pOH przed rozcieńczeniem to 6, a pH 8, natomiast pOH po rozcieńczeniu to 7, a pH też 7.

O ile gdzieś się nie pomyliłem w obliczeniach (robione w głowie) to wynik jest ok. Na pewno metodologia jest dobra, więc zawsze można przeliczyć raz jeszcze ;)

Jest to bardzo dobre ukazanie różnicy między stałą (K) a stopniem () dysocjacji. Ta pierwsza jest wielkością stałą w danej temperaturze, natomiast druga zmienia się wraz ze zmianą stężenia - im wyższe stężenie, tym  mniejsze i odwrotnie.