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.
- Határozza meg a kiindulási sósav koncentrációját!
- Mekkora térfogatú hangyasavoldatot kell 100 cm3-re hígítanunk, hogy ennek az oldatnak is 3,00 legyen a pH-ja? (A hangyasav savállandója: Ks = 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.)
- Írja fel és rendezze a lejátszódó kémiai folyamatok reakcióegyenletét!
- Számítsa ki a minta anyagmennyiség-százalékos összetételét!
- 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:
- x + y = 2,5 · 10−3
- 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