Răspuns :
Răspuns: Propunerea mea de rezolvare, pleacă de la definiția pH-ului și de la relația de transformare dintre concentrația normală și molară!
a)pH= - lg C M ioni de H⁺ din soluție
CM H⁺= concentrația molară, mol/L sau M la ionii de H⁺ din soluție
CM H⁺ din soluție= CM H⁺ disocierea acidului/bazei + CM H⁺ ionizarea apei
*dacă CM H⁺ disocierea acid/bază este mai mare față de 10⁻⁶M se neglijează CM H⁺ ionizare apă (10⁻⁷M)*
-lg= minus logaritm zecimal
CM H⁺ = 10 (puterea - pH)
b)C M = CN.Eg/ M
unde:
CM = md/M.Vs
CN = concentrația normală, se măsoară în nEg/L sau mol.echiv/L
unde:
nEg= număr de echivalenți gram de solvat dizolvat în 1L soluție
Eg=echivalentul gram sau val; se calculează cu relațiile cunoscute pentru acizi, baze, săruri, când nu participă/ și participă la reacții redox
Vs= volumul soluției (L)
md= masa dizolvată de solvat, g.
Deducerea relației dintre CN și CM
-din CN⇒ md = CN.Eg.Vs
⇒introducem relația lui md, de mai sus în CM:
CM = CN.Eg.Vs/ M.Vs = CN.Eg/M
Calcule, cu multe explicații:
1) pH soluție HNO₃ de CM=5.10⁻²M
-calculăm C M de ioni de H⁺ din soluție:
CM H⁺ soluție= CM H⁺ din disociere HNO₃ + CM H⁺ autoionizare apă
HNO₃aq= H⁺aq + NO₃⁺aq
raport stoechiometric:
1molHNO₃..1mol H⁺...1mol NO₃⁻
Rezultă că din 5.10⁻² HNO₃mol/L se produc prin disociere 5.10⁻² H⁺mol/L
CM H⁺/ionizare apă = 10⁻⁷ M este foarte, foarte mic, față de 5.10⁻² și se neglijează.
Deci:
pH soluție HNO₃ = -lg C M H⁺ = -lg CM HNO₃
pH soluție HNO₃=-lg 5.10⁻²=-(lg5+lg10⁻²)=-(0,698-2)=1,302
R: pH=1,3 ( pH de acid tare)
2) pH-ul soluției de Ca(OH)₂, CN= 0,01 N (mol-echiv/L)
Fiindcă este o bază, calculăm prima dată CM de ioni HO⁻ din disocierea Ca(OH)₂, apoi pOH și apoi pH
a) C M Ca(OH)₂ = CN Ca(OH)₂. Eg Ca(OH)₂/ M Ca(OH)₂
M Ca(OH)₂= 74 g/mol; E g Ca(OH) = M Ca(OH)₂/ nr HO⁻cedate=74/2=37
CM Ca(OH)₂ =0,01.37/74=0,005 M
b) C M ioni HO⁻ din disocierea Ca(OH)₂=?
0,005M................................CM HO⁻
Ca(OH)₂aq = Ca²⁺ aq + 2 HO⁻aq
1mol....................................2mol HO⁻
C M HO⁻=0,005.2=0,01M ( = C M Ca(OH)₂)
c) pOH = -lg C M HO⁻ ; se neglijează ionii HO⁻ din autoionizarea apei (10⁻⁷M)
pOH=-lg 0,01 = 2
d) pH= 14-pOH= 14-2=12
R:12, pH de bază
3) pH soluție de H₂SO₄, C N = 0,05 N. Se consideră ionizarea totală a acidului. La calcule precise vom ține cont și de constanta de aciditate Ka2 (cuplul HSO₄⁻/ SO₄²⁻, fiindcă H₂SO₄ ionizează total în prima treaptă, la HSO₄⁻)
pH= -lg C M ioni H⁺/ disocierea H₂SO₄; aportul de ioni de H⁺ din autoionizarea apei se neglijează.
a) C M H₂SO₄ = C N H₂SO₄.Eg H₂SO₄/ M H₂SO₄
M H₂SO₄ = 98 g/mol
Eg H₂SO₄ (acid) = M acid/ nr. de H⁺ cedați bazelor= 98/2=49
Deci: CM H₂SO₄= 0,05.49/98=0,0025 M
b) CM ioni H⁺ din disociere H₂SO₄=?
0,025 M...........C M H⁺
H₂SO₄ = 2H⁺ + SO₄⁻
1mol acid...........2mol H⁺
Rezultă: C M H⁺= 0,025.2=0,05 M (= CM acid)
c) pH= -lg 0,05 =1,30
R: pH=1,30 , pH acid
4) pH soluție HCl = pH soluție H₂SO₄=3,5. CM HCl=?, CM H₂SO₄=?
C M ioni H⁺ soluție = 10 (putere - pH)= C M ioni H⁺ disocierea acidului
a) C M ioni H⁺ = 10⁻(pH) =10⁻³,⁵ = 10⁻⁴.10⁺⁰,⁵=3,16.10⁻⁴M
Dar, din disocierea HCl aq= H⁺aq + Cl⁻aq
⇒n moli H⁺ = n moli HCl⇒C M H⁺ = CM HCl
Deci: CM HCl = 3,16.10⁻⁴ M (o soluție diluată)
R: 3,16.10⁻⁴M HCl
b) CM H⁺ din soluția de H₂SO₄ = 3,16.10⁻⁴ M (la fel cu H⁺/HCl, fiindcă pH-ul este același).
Dar, diferă numărul de moli de H⁺ din disocierea acidului H₂SO₄:
H₂SO₄aq = 2 H⁺ + SO₄²⁻
⇒1mol acid......2 moli H⁺
CM H₂SO₄=este de 2 ori mai mică decât C M H⁺=3,16.10⁻⁴/2=1,58.10⁻⁴M
R: 1,58.10⁻⁴ M
Explicație: