Obliczenia w załączniku.
Reakcja chemiczna zachodzi między mocnym kwasem a mocną zasadą, dlatego też powstała sól miałaby odczyn obojętny pod warunkiem, że wziętoby stechiometryczne ilości substratów. Oczywiście w tym przypadku tak nie jest i użyto nadmiaru jednego z nich i to ilość jonów powstałych z jego dysocjacji będą determinowały wartość pH oraz odczyn powstałego roztworu.
1. Najpierw należy zapisać sobie wzór na wielkość którą szukamy. Wiemy, że aby wyliczyć pH należy znać stężenie molowe jonów hydroksoniowych. Stężenie to stosunek liczby moli tych jonów (w przypadku mocnego kwasu są równe liczby moli kwasu) do objętości roztworu.
2.Więc z danych, które nam podał autor tego zadania obliczamy masy poszczególnych substratów, a następnie ich liczbę moli.
3. Później zapisujemy równanie zachodzącej reakcji chemicznej i z proporcji wyliczamy jaka liczba moli zasady przereaguje z użytą ilością kwasu. Widać że wzięto za mało kwasu i część KOH pozostanie nie przereagowane w roztworze.
4. Z różnicy moli dodanego KOH oraz przereagowanego obliczamy ile go pozostało w roztworze. Następnie z równania jego dysocjacji zauważamy że jest ona równa liczbie anionów hydroksoniowych.
5. Wiemy już więc, że powstały roztwór ma odczyn zasadowy, teraz najprościej jest wyliczyć nie pH ale pOH(wielkości te są ze sobą powiązane tak że ich suma daje nam 14). Aby obliczyć pOH analogicznie należy znać stężenie molowe OH^-, znamy już liczbę moli, a objętość wyliczamy z danych treści zadania. Masa powstałego roztworu to oczywiście suma mas. Objętość to stosunek tej masy do gęstości podanej w treści zadania, tylko należy pamiętać żeby zamienić jednostki objętości na dm^3.
6. Teraz już możemy wyliczyć stężenie jonów hydroksoniowych. Wartość tą podstawiamy pod wzór na pOH, a odejmując ją od 14 otrzymujemy pH powstałego roztworu.
Odpowiedź:
Wyjaśnienie:
Dane: Szukane:
mrk= 350g pH=?
Cpk=13%
mrz= 350g
Cpz=13%
dr = 1,12g/cm³
msk = mrk*Cpk/100%
msk = 350g*13%/100%
msk= 45,5g HNO₃
Tyle samo będzie czystego KOH (masa roztworu i Cp są takie same)
msz = 45,5g KOH
M HNO₃ = 63g/mol
1 mol.............63g
x moli............45,5g
x = 0,72 mola HNO₃
M KOH = 56g/mol
1 mol.............56g
x moli............45,5g
x = 0,81 mola KOH
HNO₃ + KOH = KNO₃ + H₂O
1mol 1 mol
Substraty nie są w ilości stechiometrycznej, mamy nadmiar zasady:
0,81 - 0,72 = 0,09 mola KOH w nadmiarze
Powstała sól mocnej zasady i mocnego kwasu, więc za odczyn zasadowy roztworu po reakcji odpowiada nadmiar KOH.
mr = 350g + 350g = 700g
Vr = m/d
Vr = 625cm³ = 0,625dm³
Cm= n/V
Cm = 0,09/0,625
Cm = 0,144mol/dm³ = 1,44*10⁻¹mol/dm³
KOH to mocny elektrolit, całkowicie zdysocjowany, czyli Cm=[OH⁻]
pOH = -log[OH⁻]
pOH = -log(1,44*10⁻¹)
pOH = 0,84
pOH + pH = 14
pH = 14 - 0,84
pH = 13,16
