Két rövid pH számolási példa

Nem tudom, hogy álltok a pH-számolással, mi a kémia emelt érettségi előkészítő óráinkon elég sokat fogjuk vesézni a témát.

Most 2 rövid, bár 10 pontos feladatot mutatnék be nektek.

Első példa:

Két oldat közül az egyik sósav, a másik hangyasavoldat. Mindkét oldat azonos koncentrációjú (mol/dm³). Ha 1,00 cm³ sósavat desztillált vízzel 100 cm³-re hígítunk, akkor a keletkező oldat pH-ja 3,00 lesz.

1. Határozza meg a kiindulási sósav koncentrációját!
2. Mekkora térfogatú hangyasavoldatot kell 100 cm³-re hígítanunk, hogy ennek az oldatnak is 3,00 legyen a pH-ja? (A hangyasav savállandója: K_s = 1,74 · 10⁻⁴.)

Megoldás:

1. 

100 cm³-es,  pH= 3,00-as sósav koncentrációja a kérdés.

A pH-ból tudjuk, hogy a hidrogénionok koncentrációja: [H⁺] = 10⁻³ mol/dm³

A sósav erős sav, vagyis 100%-osan disszociál oldatban, ezért a sósav koncentrációja abban a 100 cm³-ben is 10⁻³ mol/dm³

A sósav anyagmennyisége:

\[n=\frac{c}{V}=\frac{10^{-3}}{0,1}=10^{-4} mol\]

Ugyanennyi mól sósav volt az 1 cm³-ben is, így az eredeti sósav koncentrációja:

\[c=\frac{n}{V}=\frac{10^{-4}}{10^{-3}}=0,1 mol/dm^3\]

Tehát 0,1 mol/dm³ a sósav és a hangyasav koncentrációja is.

2.

Mennyi 0,1 mol/dm³-es hangyasavra van szükségünk pH=3-as oldat készítéséhez?

Tudjuk, hogy

\[K_s=\frac{x^2}{c-x}\]

ahol x=[H⁺] = 10⁻³ mol/dm³

\[1,74 \cdot10^{-4}=\frac{10^{-6}}{c-10^{-3}}\]

átrendezve

\[c= \frac{10^{-6}}{1,74 \cdot10^{-4}}+10^{-3}=6,747 \cdot10^{-3} mol/dm^3\]

A hangyasav anyagmennyisége:

\[n=\frac{c}{V}=\frac{6,747 \cdot10^{-3}}{0,1}=6,747 \cdot10^{-4} mol\]

A hangyasav térfogata:

\[V=\frac{n}{c}=\frac{6,747 \cdot10^{-4}}{0,1}=6,75 cm^3\]

Tehát 6,75 cm³ térfogatú hangyasavoldatot kell 100 cm³-re hígítanunk, hogy ennek az oldatnak is 3,00 legyen a pH-ja.

 

Második példa:

Egy részben oxidálódott kalciumminta 121,6 mg-ját 500 cm³ vízben oldva a gyakorlatilag változatlan térfogatú oldat pH-ját 12,0-nek mértük. (Tegyük fel, hogy a képződött vegyület teljes mértékben disszociál.)

1. Írja fel és rendezze a lejátszódó kémiai folyamatok reakcióegyenletét!
2. Számítsa ki a minta anyagmennyiség-százalékos összetételét!
3. A kalciumnak hány százaléka oxidálódott?

Megoldás:

1. 

Ca + 2 H₂O = Ca(OH)₂ + H₂

CaO + H₂O = Ca(OH)₂

2.

pH=12-ből következik, hogy a pOH=2, vagyis a hidroxidionok koncentrációja: [OH^–] = 0,01 mol/dm³

500 cm³ oldatban feleannyi OH^– van, vagyis 0,005 mol.

Tehát feleannyi, vagyis 2,5 · 10⁻³ mol Ca(OH)₂ keletkezett.

Fel tudunk írni egy egyenletrendszert a mólokra és a tömegekre:

1. x + y = 2,5 · 10⁻³
2. x · 40 + y · 56 = 0,1216

y-t kifejezzük a 2. egyenletből, majd visszahelyettesítve az elsőbe:

x · 40 + (2,5 · 10⁻³ – x) · 56 = 0,1216

40x + 0,14 – 56x = 0,1216

0,0184 = 16x

x =1,15 · 10⁻³ mol

y = 1,35 · 10⁻³ mol

Ebből az anyagmennyiség-százalékos összetétel:

54% CaO és 46% Ca

3.

Tehát a kalcium 54%-a oxidálódott.

Jelentkezz most érettségi előkészítő tanfolyamunkra!

Gálné Babos Fruzsi