ODCZYN CIEKAWSZYCH ROZTWORÓW ZADANKO. Poniżej

DUŻE KOŁO CHEMICZNE 3GA 2012/2013
ZAJĘCIA 5: CIEKAWE ROZTWORY, ROZPUSZCZALNOŚĆ
opr. Kuba Skrzeczkowski
ODCZYN CIEKAWSZYCH ROZTWORÓW
ZADANKO. Poniżej przedstawiono kilka roztworów, nie kwalifikujących się w przypadki
analizowane na zajęciach 3 i 4 (Z3 i Z4). Twoim zadaniem jest obliczenie ich pH.
Wskazówka do wszystkich roztworów: Pamiętaj, żeby nie kłamać robiąc tabelkę (bilans
jonowy na początku i w stanie równowagi).
ROZTWÓR 1 Roztwór kwasu siarkowego (VI) o stężeniu 2 mol/litr. Należy pamiętać, że jest to
kwas, który dysocjuje w dwóch etapach. Pierwszy z nich jest nieodwracalny (α = 100%),
natomiast drugi jest już odwracalny (opisany stałą równowagi Ka2 = 0,01).
(A) Wyprowadź wzory na stężenie jonów HSO4-, SO42-, H+, OH- w tym roztworze.
Proponuję przyjąć oznaczenie c = 2 mol/litr oraz K = Ka2 = 0,01.
(B) Oblicz pH tego roztworu.
(C) Wyprowadź wzory na stopnie dysocjacji kwasu siarkowego (VI): α1, α2 oraz αcałk oraz
oblicz te stopnie dysocjacji.
ROZTWÓR 2 (tzw. przypadek mocny-słaby kwas) Roztwór mieszaniny kwasów mocnego oraz
słabego: kwasu solnego (o stężeniu 0,1 M) oraz kwasu octowego (o stężeniu 0,2 M). Stała
dysocjacji kwasu octowego Ka = 1,6 * 10-5.
(A) Nie zaniedbując wpływu żadnego z wymienionych kwasów na pH roztworu
wyprowadź wzory na stężenie jonów wodorowych oraz oblicz pH tego roztworu.
(B) Wyprowadź wzór na stopień dysocjacji kwasu octowego w tym roztworze,
a następnie oblicz jego wartość.
(C) Na postawie wyniku w punkcie (B) uzasadnij, że reguła przekory faktycznie działa dla
analizowanego roztworu.
(D) Oblicz pH w uproszczony sposób, korzystając z reguły przekory.
ROZTWÓR 3 (tzw. przypadek mocna-słaba zasada) Roztwór mieszaniny zasad mocnej oraz
słabej: zasady potasowej (o stężeniu 0,1 M) oraz cyjanku potasu (o stężeniu 0,08 M). Stała
dysocjacji kwasu cyjanowodorowego HCN: Ka = 1,0 * 10-10.
(A) Nie zaniedbując wpływu żadnego z wymienionej zasad na pH roztworu wyprowadź
wzory na stężenie jonów wodorotlenowych i wodorowych oraz oblicz pH tego
roztworu.
(B) Wyprowadź wzór na stopień protolizy jonu cyjankowego. Protolizą nazywamy tu
reakcję charakterystyczną dla zasad czyli przyłączanie protonu od wody.
(C) Na postawie wyniku w punkcie (B) uzasadnij, że reguła przekory faktycznie działa dla
analizowanego roztworu.
(D) Oblicz pH w uproszczony sposób, korzystając z reguły przekory.
DUŻE KOŁO CHEMICZNE 3GA 2012/2013
ZAJĘCIA 5: CIEKAWE ROZTWORY, ROZPUSZCZALNOŚĆ
opr. Kuba Skrzeczkowski
ROZTWÓR 4/5 Czasami pomiędzy składnikami roztworu mogą zachodzić reakcje
nieodwracalne. Taki przypadek może wystąpić gdy:
(a) Mieszamy słaby kwas z mocną zasadą.
(b) Mieszamy słabą zasadę z mocnym kwasem.
Reakcje te musimy uwzględnić ponieważ zwyczajnie zmieniają one skład roztworu. Oblicz pH
następujących roztworów:
(a) Mieszanina: 0,15 M względem Na2CO3 oraz 0,08 M względem HCl.
(b) Mieszanina: 0,12 M względem NH4Cl oraz 0,09 M względem NaOH.
Minusowe logarytmy stałej dysocjacji kwasowej:


Kwasu węglowego (kolejno):
Jonu amonowego:
6.4
9.2
10.3
ROZTWÓR 6 Roztwór dwóch słabych kwasów HA (o stężeniu analitycznym c1 = 0,1 M oraz
stałej dysocjacji K1) oraz HX (o stężeniu analitycznym c2 = 0,2 M oraz stałej dysocjacji K2 =
0,0005).
(a) Zakładając, że c – x ≈ c (innymi słowy: stopień dysocjacji obydwu kwasów jest bardzo
mały) przybliż to równanie tak, żeby uzyskać zależność, którą można już policzyć.
Założenie to jest uzasadnione regułą przekory i stosuje się je do obliczania pH takich
układów. Oblicz pH roztworu.
(b) Potwierdź słuszność założenia, obliczając wartości stopnia dysocjacji obydwu
kwasów.