Witaj :)
Zacznijmy od zapisania równania reakcji pomiędzy potasem, a wodą:
[tex]2K+2H_2O\rightarrow 2KOH+H_2\uparrow[/tex]
Naszym zadaniem w pierwszej części obliczenia będzie dowiedzenie się, ile gramów wodorotlenku potasu otrzymamy z 0,308g potasu. Zauważamy, że 2 mole potasu dają w efekcie reakcji 2 mole wodorotlenku potasu, czyli stosunek molowy wynosi 2:2, co po skróceniu jest równoważne ze stosunkiem 1:1. Do obliczenia będziemy potrzebować masę molową potasu, oraz wodorotlenku potasu:
[tex]M_K=39g/mol\\M_{KOH}=M_K+M_O+M_H=39g/mol+16g/mol+1g/mol=56g/mol[/tex]
Obliczmy zatem ile wodorotlenku potasu otrzymamy z 0,308g potasu:
[tex]39g\ K\ ---\ 56g\ KOH\\0,308g\ K\ ---\ x_g\ KOH\\\\\large \boxed{x_g=\frac{0,308g\cdot 56g}{39g} =0,44g}[/tex]
Wiemy już, ile wodorotlenku potasu powstanie. Kolejnym obliczeniem będzie obliczenie stężenia molowego roztworu wodorotlenku potasu. Znamy masę naszego wodorotlenku, znamy również objętość roztworu, która wynosi 250cm³, co po zamianie na dm³ daje wynik 0,25dm³. Obliczamy stężenie molowe:
[tex]\large \boxed{C_M=\frac{x_g}{M_{KOH}\cdot V_r}=\frac{0,44g}{56g/mol\cdot 0,25dm^3} =0,04mol/dm^3}[/tex]
Teraz przejdziemy do obliczenia pH. Wodorotlenek potasu jest silną zasadą, i ulega dysocjacji jonowej w 100% zgodnie z poniższym równaniem:
[tex]KOH\xrightarrow {H_2O}K^++OH^-[/tex]
Widzimy, że podczas dysocjacji powstają jony wodorotlenkowe. Dla mocnych zasad zachodzi zależność, że:
[tex][OH^-]=C_M[/tex]
Zatem:
[tex][OH^-]=0,04mol/dm^3[/tex]
Znając stężenie jonów wodorotlenkowych możemy obliczyć pOH naszego roztworu. pOH to ujemny logarytm dziesiętny ze stężenia jonów wodorotlenkowych:
[tex]\large \boxed{pOH=-\log[OH^-]=-\log0,04=1,4}[/tex]
Znając wartość pOH możemy obliczyć pH roztworu. Aby to uczynić skorzystamy z zależności, że pH i pOH dają łącznie 14:
[tex]\large\boxed{pH+pOH=14\implies pH=14-pOH}[/tex]
Podstawiamy wartość pOH:
[tex]\large \boxed{pH=14-1,4=12,6}[/tex]
ODP.: Wartość pH otrzymanego roztworu wynosi 12,6.
