Οι ασκήσεις στο άρθρο αυτό προέρχονται από το βιβλίο «Γενική Χημεία Γ΄ Λυκείου Θετικής Κατεύθυνσης» - Κ. Καλαματιανός. Λεπτομερής παρουσίαση του βιβλίου, αποσπάσματά του και τρόποι αγοράς δίνονται στον ιστότοπο:
Το βιβλίο διατίθετα στον παραπάνω ιστότοπο σε ειδική προνομιακή τιμή.
Διατίθεται επίσης στα εξής βιβλιοπωλεία (μεταξύ άλλων): Ιανός (Αθήνα – Θεσ/νικη), Κορφιάτης, Γρηγόρη, Ελευθερουδάκης, Πατάκης, Αναστασάκης, Βιβλιοχώρα.
1. Όταν ένα ασθενές μονοπρωτικό οξύ ογκομετρείται με ισχυρή βάση το pH στο ισοδύναμο σημείο πάντοτε είναι: i) μεγαλύτερο του 7 ii) ίσο με το 7 iii) μικρότερο του 7 iv) ισο με το pKa του ασθενούς οξέος v) ίσο με 14-pkb
Λύση:
Η απάντηση (i) είναι η σωστή. Το pH στο ισοδύναμο σημείο ογκομέτρησης ασθενούς μονοπρωτικού οξέος από ισχυρή βάση είναι πάντοτε μεγαλύτερο του 7. Ας υποθέσουμε ότι ογκομετρούμε 50 ml διαλύματος οξικού οξέος 0,1 Μ χρησιμοποιώντας την ισχυρή βάση NaOH συγκέντρωσης 0,1 Μ.
mol του οξικού οξέος στο διάλυμα = 50 ml x 0,1 Μ / 1000 ml = 0,005 mol CH3COOH
Επομένως για την πλήρη εξουδετέρωσή τους απαιτούνται 0,005 mol NaOH. H αντίδραση εξουδετέρωσης δίνεται από: CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O
-0,005 mol -0,005 mol +0,005 molΜετά την εξουδετέρωση στο διάλυμα υπάρχει μόνο το άλας CH3COONa το οποίο ιοντίζεται πλήρως στο νερό και δίνει:
- Νa+ το οποίο δεν επηρεάζει το pH (το pH επομένως θα ήταν θεωρητικά αυτό του απεσταγμένου νερού αν υπήρχαν μόνο τα ιόντα Na+ στο διάλυμα, δηλαδή pH = 7) και
- CH3COO- που είναι ασθενής βάση και αυξάνει την τιμή του pH του διαλύματος. Επομένως το pH του διαλύματος θα είναι μεγαλύτερο του 7.
- Σχήμα 1: α) Kαμπύλη ογκομέτρησης για την ογκομέτρηση διαλύματος ασθενούς οξέος (50 ml οξικού οξέος CH3COOH 0,1 M) από διάλυμα ισχυρής βάσης (ΝaOH 0,1 M). Παρατηρείστε ότι η τιμή του pH στο ισοδύναμο σημείου είναι μεγαλύτερη του 7 και συγκεκριμένα pH = 8.7 β) Η μπλε καμπύλη δείχνει την μεταβολή της τιμής του pH καθώς πρότυπο διάλυμα NaOH 0,1 M προστίθεται σε 50 ml διαλύματος CH3COOH 0,1 M. Η μαύρη καμπύλη δείχνει την μεταβολή της τιμής του pH καθώς πρότυπο διάλυμα NaOH 0,1 M προστίθεται σε 50 ml διαλύματος HCl 0,1 M. Παρατηρείστε τις διαφορές!
2. Ένα ρυθμιστικό διάλυμα περιέχει ίσες συγκεντρώσεις του ασθενούς μονοπρωτικού οξέος ΗΑ και της συζυγούς του βάσης Α-. Εάν η τιμή της ka είναι 10-9 Μ το pH του ρυθμιστικού διαλύματος είναι: i) 13 ii) 11 iii) 9 iv) 7 v) 5
Λύση:
pH = pka + log [[A-] / [HA]] (1)
Αλλά αφού [Α-] = [ΗΑ], log [[A-] / [HA]] = log [[A-] / [A-]] = log 1 = 0 (2)
Από την (1) και (2) προκύπτει: pH = pka = -logka = -log(10-9) = 9
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου