Do kolby miarowej o pojemności 200cm3 dodano 10cm3 roztworu kwasu fluorowodorowego stężeniu 3,18 mol/dm3 a następnie dopełniono wodą do kreski.
Oblicz pH otrzymanego roztworu
pH=2 ________________________________ Obliczenie ilości moli w 10cm3 roztworu 10cm3 — x mol 1000cm3 — 3,18 mol ⇒ x=0,0318 mol
Ta ilość moli teraz będzie w 200cm3 rotworu po dodaniu wody. Obliczenie nowego stęzenia. 1000cm3 — x mol 200cm3 — 0,0318 mol ⇒ x=0,159 mol/dm3
Obliczenie stężenia jonów H+ K=α2c/(1-α) i α=[H+]/c ⇒ K=[H+]2/{c-[H+]) i K=6,3·10−4 6,3·10−4 = [H+]2/(0,159-[H+]) równanie kwadratowe ⇒ [H+]=0,01 mol/dm3
Obliczenie pH pH = -log[H+] = -log 0,01 = 2
Sporządzono wodny roztwór amoniaku o stężeniu 0,5 mol/dm3 i wodny roztwór wodorotlenku sodu o stężeniu 0,5 mol/dm3.
Wykonaj odpowiednie obliczenia i uzupełnij zdanie.
pH roztworu amoniaku jest ..................................... [większe niż / mniejsze niż / takie same, jak] pH wodnego roztworu wodorotlenku sodu, ponieważ ..........................
Odp. pH roztworu amoniaku jest mniejsze niż pH wodnego roztworu wodorotlenku sodu, ponieważ amoniak jest słabszą zasadą (mniej jonów OH– jest w roztworze) __________________________ Roztwór amoniaku NH3 + H2O→ NH4+ + OH– K = α2·C (K odczytaj z tablic) 1,8·10−5 = α2·0,5 mol/dm3 ⇒ α = 0,006
α = [OH–] / C ⇒ [OH–] = α·C [OH–] = 0,006·0,5 mol/dm3 = 0,003 mol/dm3
pOH=-log 0,003=2,5 ⇒ pH = 14-pOH = 14-2,5=11,5
Roztwór NaOH NaOH → Na+ + OH–
[OH–]=0,5 pOH = -log(0,5) = 0,3 pH = 13,7
Roztwór kwasu azotowego(III) ma stężenie 8%, gęstość ≈1,02 g/cm3. Oblicz pH tego kwasu.
Do roztworu tego kwasu dodano oranż metylowy. Określ, jaka barwa pojawiła się w roztworze: ..................................
Odp. pH=1,5, barwa czerwona __________________ HNO2 ⇌ H+ + NO2– M HNO2 = 47g/mol Cm = (Cp·d) / (M·100%) Cm = (8%·1020) / (47·100%) Cm = 1,7mol/dm3 Ka=[H+][NO2–] / [HNO2 ], [NO2–]=[H+], [HNO2]=C0 ⇒ Ka=[H+]2 / C0 Ka=5,1·10-4 (z tablic) 5,1·10-4 = [H+]2 / 1,7 ⇒ [H+] = 0,029 mol/dm3 pH=-log[H+] =-log(0,029)=1,5
Zmieszano 200g roztworu wodnego wodorotlenku sodu o stężeniu 10% i 500 cm3 roztworu kwasu azotowego(III) o stężeniu 1 mol/dm3.
Przeprowadź odpowiednie obliczenia, określ odczyn roztworu po reakcji i uzasadnij odpowiedź.
Odczyn po reakcji ...............................
Uzasadnienie ......................................
Odczyn zasadowy Uzasadnienie: Kwas i zasada uległy całkowitemu zobojętnieniu, jednak w wyniku reakcji powstała sól, która uległa hydrolizie z utworzeniem jonów OH−, które nadały odczyn zasadowy.
Uwaga: zadanie bez właściwych obliczeń uznaje się za nie rozwiązane. __________________________________________
Obliczenia.
Równanie reakcji: NaOH + HNO2 → NaNO2 + H2O
M NaOH= 40g/mol M HNO2 = 47g/mol
Należy się dowiedzieć, czy kwas i zasadę zmieszano w ilości stechiometrycznej. NaOH: w 100g r — 10g NaOH w 200g r. — 20g NaOH 20g NaOH to 0,5 mola NaOH
HNO2: w 1dm3 — 1 mol HNO2 w 0,5dm3 — 0,5 mola HNO2
Z równania wynika, że kwas i zasada reagują w stosunku molowym 1:1, więc zmieszano je w ilości stechiometrycznej. Jony H+ i OH− całkowicie się zobojętniły.
Jednak - powstała sól uległa hydrolizie, w wyniku której powstały jony OH−, które spowodowały odczyn zasadowy.
W wodzie rozpuszczono dwie sole i otrzymano roztwór o objętości 2 dm3, w którym stwierdzono obecność 4 moli Cu2+, 12 moli Na+, 8 moli Cl− i 6 moli SO42−. Podaj, jakie sole i o jakim stężeniu znajdują się w roztworze.
CuCl2 c=2mol/dm3 Na2SO4 c=3mol/dm3 ________________________________________ Przeliczenie na 1 dm3. 2Cu2+, 6Na+, 4Cl− , 3SO42−. 2CuCl2 → 2Cu2+ + 4Cl− ⇒ CuCl2 2mol/dm3 3Na2SO4 → 6Na+ + 3SO42− ⇒ Na2SO4 3mol/dm3
Oblicz stężenia wszystkich reagentów obecnych w roztworze kwasu o wzorze ogólnym HR i stężeniu 0,5 mola/dm3.
Reakcja zachodzi wg równania:
HR(aq) + H2O(aq) ⇔ H3O+(aq) + R– (aq) Ka = 4,6*10-8
[H3O+] = [R–] = 1,5*10-4 mol/dm3
[HR] ≈ 0,5 mol/dm3
———
4,6*10–8=x2 / (0,5-x) ⇒ x=1.5*10-4 mol/dm3
[H3O+] = [R–] = x = 1,5*10-4 mol/dm3
[HR] = 0,5 - 1,5*10-4 ≈ 0,500 mol/dm3
sprawdzenie
(1,5*10-4)2 / 0,5 ≈ 4,5 *10-8
Do 0,5 dm3 roztworu NaOH o stężeniu 0,1 mol/dm3 dodano kwas solny o stężeniu 0,2 mol/dm3 i uzyskano roztwór, którego pH wynosi 12.
Oblicz objętość dodanego kwasu solnego. W obliczeniach nie uwzględniaj objętości wody powstałej podczas reakcji.
V HCl = 0,21 dm3 _________________________________
NaOH + HCl → NaCl + H2O
Obliczenie liczby moli OH− w roztworze zasady: V=0,5 dm3, c=0,1 mol/dm3 n=cV ⇒ n=0,1 · 0,5 = 0,05 mola NaOH
Po zmieszaniu roztworów nastąpiło częściowe zobojętnienie: pH=12 ⇒ pOH=2 ⇒ [OH−] = c= 0,01 mol/dm3 x - objętość HCl, y - liczba moli HCl V= 0,5+x, pozostała liczba moli NaOH: n=0,05-y,
Układ równań ze wzorów c=n/V i wyliczenie x, czyli objętości HCl: (1) dla kwasu: 0,2=y/x (2) dla mieszaniny poreakcyjnej: 0,01=(0,05-y)/(0,5+x) x=0,21
Do roztworu zawierającego rozpuszczono 10g mieszaniny azotanu(V) baru i chlorku baru a następnie dodano roztwór azotanu(V) srebra w nadmiarze. W wyniku reakcji wytrącił się osad w ilości 2,866 g, który odsączono.
Oblicz liczbę moli jonów baru w przesączu.
Wykorzystaj: M AgCl = 143,3g/mol, M Ba(NO3)2 = 261,3 g/mol, M BaCl2 = 208,2 g/mol
0,040 mola Ba2+ _______________________________ BaCl2 + 2AgNO3 → Ba(NO3)2 + 2AgCl
Obliczenie BaCl2, który uległ reakcji 208,2g BaCl2 — 286,6 g AgCl (2 mole) x g BaCl2 — 2,866 g AgCl ⇒ x=2,082g BaCl2
Obliczenie ilości Ba(NO3)2 w mieszaninie wyjściowej 10g - 2,082g = 7,918 g Ba(NO3)2
Obliczenie ilości Ba(NO3)2 , który dodatkowo powstał w reakcji 261,3 g Ba(NO3)2 — 286,6 g AgCl x g Ba(NO3)2 — 2,866 g AgCl ⇒ x=2,613g Ba(NO3)2
Obliczenie całkowitej ilości Ba(NO3)2 w przesączu 7,918g + 2,613g = 10,531g Ba(NO3)2
Obliczenie liczby moli jonów baru 261,3 g Ba(NO3)2 — 1 mol Ba2+ 10,531 g Ba(NO3)2 — x mol Ba2+ ⇒ x=0,040 mola Ba2+
Mieszaninę 5g wodorotlenku wapnia i 5g wodorotlenku sodu roztworzono w kwasie solnym, którego pH=1. Po reakcji otrzymano roztwór o pH=7.
Oblicz objętość zużytego kwasu solnego.
M Ca(OH)2 = 74,1g/mol, M NaOH = 40,0g/mol
Odp.2,59 dm3 ___________________________
Ca(OH)2 + 2HCl → CaCl2 + 2H2O NaOH + HCl → NaCl + H2O
M Ca(OH)2 = 74,1g/mol M NaOH = 40,0g/mol
Obliczenie liczby moli Ca(OH)2 n = 5 / 74,1 = 0,067 [mol] ⇒ 0,134 mol HCl
Obliczenie liczby moli NaOH n = 5 / 40,0 = 0,125 [mol] ⇒ 0,125 mol HCl
W sumie: 0,259 mola HCl
Obliczenie V HCl pH=1 ⇒ c=0,1 mol/dm3 V=n/c V=0,259 / 0,1 =2,59 dm3
W roztworze pewnego kwasu HX zaszła dysocjacja zgodnie z równaniem: HX ⇄H+ + X– W roztworze stwierdzono obecność 26moli cząsteczek kwasu HX, 37moli jonów H+ i 37moli jonów X– pochodzących od kwasu.
Oblicz stopień dysocjacji kwasu HX.
α = 0,59 lub 59% __________________________________ Ilość cząsteczek, które nie zdysocjowały: 26 moli Ilość cząsteczek, które zdysocjowały: 37 moli Całkowita ilość cząsteczek: 63 mole
Stopień dysocjacji: α = nz/n = 37moli / 63 mole = 0,59 lub 59%
Sporządzono 10 cm3 roztworu Zn(NO3)2 o stężeniu 0,1 mol/dm3.
Oblicz, jaka minimalna ilość cm3 roztworu KOH o stężeniu 0,2 mol/dm3 jest potrzebna, aby po dodaniu jej do roztworu Zn(NO3)2 powstający osad wodorotlenku cynku uległ roztworzeniu. W związku kompleksowym cynku przyjmij liczbę koordynacyjną 4.
20cm3 _______________________________ Zn(NO3)2 + 2KOH → Zn(OH)2 + 2KNO3 Zn(OH)2 + 2KOH → K2[Zn(OH)4]
Obliczenie liczby moli Zn(NO3)2 10 cm3 — x moli 1000 cm3 — 0,1 mola ⇒ x = 0,001 mola Zn(NO3)2 w 10 cm3 roztworu
Obliczenie liczby moli KOH potrzebnych do roztworzenia osadu 0,001 mola Zn(NO3)2 — x moli KOH 1 mola Zn(NO3)2 — 4 mole KOH x = 0,004 mola KOH
Obliczenie objętości roztworu KOH 0,2 mole KOH — 1000 cm3 0,004 mola KOH — x cm3 x = 20cm3
Do 40 cm3 wodnego roztworu Ba(OH)2 o stężeniu 0,2 mol∙dm−3 dodano 20 cm3 wodnego roztworu HCl o stężeniu 0,5 mol∙dm−3.
Oblicz pH otrzymanego roztworu. W obliczeniach nie uwzględniaj objętości powstałej wody.
pH=13 ___________________________ Ba(OH)2 + 2HCl → BaCl2 + 2H2O c=0,2 mol∙dm−3 , V=0,04dm3 Obliczenie ilości moli Ba(OH)2 c=n/V 0,2 = n / 0,04 ⇒ n=0,008 mola Ba(OH)2
Obliczenie ilości moli HCl c=0,5 mol∙dm−3 , V=0,02dm3 c=n/V 0,5 = n / 0,02 ⇒ n=0,01 mola HCl
Obliczenie moli Ba(OH)2 , która nie przereagowała 0,008 mola Ba(OH)2 i 0,01 mola HCl ⇒ nadmiar zasady 0,01 mola HCl zobojętnia 0,005 mola Ba(OH)2 0,008-0,005 = 0,003 mola Ba(OH)2 (pozostały nadmiar)
Obliczenie objętości roztworu po zmieszaniu V= 0,04+ 0,02 = 0,06 dm3 Obliczenie [OH−] i pOH c Ba(OH)2 = 0,003 / 0,06 = 0,05 mol/dm3 [OH−]= 2·c [OH−]=0,1 mol/dm3 pOH = -log [OH−] = -log 0,1 = 1 pH = 14-pOH pH=14-1=13
W wodnym roztworze bromianu(I) sodu ustala się stan równowagi zgodnie z równaniem BrO– + H2O ⇄ HBrO + OH– K=5·10−6 (T=25°C)
Oblicz pH roztworu bromianu(I) sodu o stężeniu 0,02 mol ∙ dm–3. Wynik podaj z dokładnością do drugiego miejsca po przecinku.
pH=10,50 _________________________________ K = [ HBrO][ OH– ]/[BrO–] K = 5 ∙ 10–6 c =0,02 mol/dm3 [ HBrO][ OH– ]=x [BrO–]=c-x 5 ∙ 10–6 = x2 / (0,02–x) x=3,14 ∙ 10–4 pOH = –log (3,14 ∙ 10–4 ) pOH = 3,50 pH = 14 – 3,50 = 10,50
Do 80 cm3 wodnego roztworu Fe2(SO4)3 o stężeniu 0,5 mol∙dm−3 dodano 20 cm3 wodnego roztworu HCl o stężeniu 0,5 mol∙dm−3.
Oblicz stężenie jonów żelaza i jonów chlorkowych w powstałym roztworze.
Stężenie jonów żelaza: .................... Stężenie jonów chlorkowych: ...........
c Fe3+ =0,8 mol/dm3 c Cl− =0,1 mol/dm3 ____________________________________ c=0,5 mol∙dm−3 , V1=0,08dm3 c=n/V 0,5 = n / 0,08 n=0,04 mola Fe2(SO4)3 ⇒ n Fe3+ =0,08 mola
c=0,5 mol∙dm−3 , V2=0,02dm3 c=n/V 0,5 = n / 0,02 n=0,01 mola HCl ⇒ n Cl– =0,01 mola
V= V1 + V2 V=0,08dm3 + 0,02dm3 = 0,1dm3 c Fe3+ = 0,08mol/0,1dm3=0,8 mol/dm3 c Cl− =0,01mol/0,1dm3 = 0,1 mol/dm3.
Po wprowadzeniu amoniaku do wody zachodzi reakcja zgodnie z równaniem: NH3 + H2O ⇄ NH4+ + OH− W wodnym roztworze amoniaku, którego pH wynosi 11,48 stopień dysocjacji jest równy 0,6%.
Oblicz stałą dysocjacji amoniaku.
K=1,8·10−5 ___________________________ Obliczenie stężenia jonów OH– pOH = 14-pH pH=11,48, pOH=14-11,48=2,52 −log[OH–]=2,52 ⇒ [OH–]=0,003 mol/dm3
Obliczenie stężenia amoniaku α= [OH–]/c0 0,006=0,003mol/dm3 / c0 ⇒ c0 = 0,5 mol/dm3
Obliczenie stałej K - sposób I. K=[OH−][RNH3+]/[RNH2] = [OH−]2 /c0−[OH−] K=0,0032/0,5-0,003= 1,8·10−5
Obliczenie stałej K - sposób II. K=α2c /1-α K=0,0062·0,5 /1-0,006 = 1,8·10−5
Oblicz pH roztworu wodorotlenku potasu, którego stężenie wynosi 1·10−8 mol/dm3. Wynik podaj z dokładnością do części setnych.
pH=7,04 ___________________ Stężenie KOH jest tak małe, że należy w obliczeniach przyjąć również stężenie jonów OH– pochodzących od wody. [OH–]z KOH + [OH–]z wody = 10−8 + 10−7 = 1,1·10−7 mol/dm3
pOH = -log[OH–] = -log 1,1·10−7 = 6,96 pH=14-pOH = 14-6,96= 7,04
Sporządzono 5 dm3 roztworu kwasu azotowego(III) o stężeniu 0,5 mol/dm3, w którym stopień dysocjacji α wynosi 4%.
Oblicz liczbę moli kationów wodorowych w tym roztworze.
Liczba moli: .............
Odp. 0,1 mola H+ ___________________________ Wykonanie Dane: cm=0,5mol/dm3, V=5dm3, α=4%=0,04
Obliczenie wprowadzonej liczby moli do roztworu n = cm·V = 0,5·5 = 2,5 mola HNO2 = Nw
Obliczenie liczby cząstek zdysocjowanych (H+)
α=Nz / Nw Nz=α·Nw = 0,04·2,5 = 0,1 mola H+
Do 100 cm3 roztworu kwasu siarkowego(VI) o pH=3 dodano 30 cm3 roztworu zasady sodowej o pH=12.
Oblicz pH roztworu po reakcji.
pH=10,89 _______________________________ H2SO4 + 2NaOH + → Na2SO4 + 2H2O
Obliczenie siężenia i liczby moli kwasu pH=-log[H+] ⇒ 3=-log[H+] ⇒ c=0,001 mol/dm3 n=cV n=0,001·0,1 = 0,0001 mola
Obliczenie liczby moli zasady pH=12 ⇒ pOH=2 ⇒ c=0,01 n=cV n=0,01·0,03 = 0,0003 mola
Obliczenie nadmiaru zasady 2 mole zasady — 1 mol kwasu x mola zasady — 0,0001 mola kwasu ⇒ x=0,0002 mola zasady 0,0003 - 0,0002 = 0,0001 mola zasady w nadmiarze
Obliczenie objętości roztworu 0,1+0,03 = 0,13dm3
Obliczenie stężenia zasady i pH c=n/V c=0,0001/0,13 = 0,000769 mol/dm3 pOH = -log 0,000769 = 3,11 ⇒ pH=10,89
