Do 25 cm3 0,4 M NaOH dodano 5 cm3 0,1 M H2SO4. Oblicz molowe stężenia wszystkich jonów, obecnych w otrzymanym roztworze.

Odpowiedź :

Obliczamy finalną objętość mieszaniny:

[tex]V = V_{NaOH} + V_{H_2SO_4} = 25cm^3 + 5cm^3 = 30 cm^3 = 0.03dm^3[/tex]

Obliczamy liczbę moli poszczególnych związków:

[tex]Cm = n/v \\n = Cm * v[/tex]

[tex]n_{NaOH} = 0.4 M * 0.025dm^3 = 0.01 mol \\n_{H_2SO_4} = 0.1 M * 0.005 dm^3 = 0.005 mol[/tex]

Zarówno kwas siarkowy(VI) jak i wodorotlenek sodu to elektrolity mocne, które w roztworze są całkowicie zdysocjowane na jony. Elektrolitem mocnym (zdysocjowanym na jony) jest też powstający dobrze rozpuszczalny w wodzie siarczan sodu:

[tex]NaOH --- > Na^{+} + OH^{-}\\H_2SO_4 --- > 2 H^{+} + SO_4^{2-}[/tex]

[tex]2 NaOH + H_2SO_4 ---- > Na_2SO_4 + 2H_2O[/tex]

[tex]Na_2SO_4 ---- > 2 Na^{+} + SO_4^{2-}[/tex]

Na podstawie reakcji dysocjacji możemy obliczyć całkowite liczby moli poszczególnych jonów:

[tex]n_{Na^+} = n_{OH^-} = n_{NaOH} = 0.01 mol\\[/tex]

[tex]n_{SO_4^{2-}} = n_{H_2SO_4} = 0.005 mol[/tex]

[tex]n_{H^{+}} = 2* n_{H_2SO_4} = 0.01 mol[/tex]

Liczba jonów wodorowych i wodorotlenkowych jest taka sama, dlatego też zajdzie reakcja:

[tex]H^{+} + OH^{-} -- > H_2O[/tex]

Stężenia jonów wodorowych i wodorotlenkowych możemy, więc w obliczeniach pominąć.

Znając liczby moli poszczególnych jonów i objętość całkowitą możemy obliczyć stężenia molowe:

[tex]Cm = n/v \\Cm_{Na^+} = 0.01 mol / 0.03 dm^3 = 0.33 M\\ Cm_{SO_4^{2-}} = 0.005 mol / 0.03 dm^3 = 0.167 M\\[/tex]