Ikona domuStart / Blog / Obliczanie pH roztworów po rozcieńczeniu wodą destylowaną - wzory i przykłady

Obliczanie pH roztworów po rozcieńczeniu wodą destylowaną - wzory i przykłady

Szczegóły

W chemii analitycznej i laboratoryjnej często spotykamy się z koniecznością obliczania pH roztworów po ich rozcieńczeniu. Rozcieńczanie, szczególnie wodą destylowaną, wpływa na stężenie jonów wodorowych (H+) i wodorotlenkowych (OH-), co bezpośrednio przekłada się na wartość pH roztworu.

W przypadku mocnych kwasów i zasad, obliczenia są stosunkowo proste, ponieważ dysocjują one całkowicie w roztworze. Natomiast dla słabych kwasów i zasad, należy uwzględnić stopień dysocjacji i stałą dysocjacji (Ka lub Kb).

Obliczanie pH po rozcieńczeniu mocnych kwasów i zasad

Mocne kwasy i zasady dysocjują w roztworze wodnym w całości, co oznacza, że stężenie jonów H+ (w przypadku kwasów) lub OH- (w przypadku zasad) jest równe stężeniu samego kwasu lub zasady pomnożonemu przez liczbę jonów H+ lub OH- powstających podczas dysocjacji.

Aby obliczyć pH po rozcieńczeniu, należy najpierw obliczyć stężenie jonów H+ lub OH- po rozcieńczeniu, a następnie obliczyć pH lub pOH. Wzór na pH to:

pH = -log[H+]

Przeczytaj także: Gdzie kupić wodę destylowaną?

a na pOH:

pOH = -log[OH-]

Pamiętając, że w temperaturze pokojowej:

pH + pOH = 14

Obliczanie pH po rozcieńczeniu słabych kwasów i zasad

Słabe kwasy i zasady dysocjują w roztworze wodnym tylko częściowo. Oznacza to, że stężenie jonów H+ lub OH- nie jest równe stężeniu samego kwasu lub zasady. Do obliczeń należy uwzględnić stałą dysocjacji kwasowej (Ka) lub zasadowej (Kb) oraz stopień dysocjacji (α).

Przeczytaj także: Inwestycje w Jakość Wody w Proszówkach

Stopień dysocjacji kwasu jednoprotonowego wynosi 3%. pH słabych kwasów nie można obliczyć w prosty sposób na podstawie stężenia elektrolitu, gdyż nie dysocjuje on całkowicie.

Przykładowe zadanie

Przykład obliczenia pH roztworu po rozcieńczeniu kwasu:

Zadanie: Oblicz pH roztworu kwasu po rozcieńczeniu. Do kolby miarowej wprowadzono 1 cm3 38,32 %-owego HCl o gęstości d=1,19 kg/dm3 i rozcieńczono wodą do objętości 2 dm3. Gęstość powstałego roztworu założyć równą 1 kg/dm3. Obliczyć wykładnik stężenia jonów wodorowych w tym roztworze.

Rozwiązanie:

  1. Oblicz liczbę moli kwasu.
  2. Oblicz stężenie molowe kwasu.
  3. Oblicz stężenie jonów H+.
  4. Oblicz pH roztworu po rozcieńczeniu.

Bufory

Roztwory buforowe to roztwory, które utrzymują pH na stałym poziomie pomimo dodawania niewielkich ilości kwasów lub zasad. Składają się z mieszaniny słabego kwasu i jego soli z mocną zasadą lub słabej zasady i jej soli z mocnym kwasem.

Przykłady buforów:

Przeczytaj także: Woda mineralna Józef: Zalety

  • Bufor octanowy (kwas octowy i octan sodu)
  • Bufor amonowy (amoniak i chlorek amonu)

pH roztworu buforowego można obliczyć za pomocą równania Hendersona-Hasselbalcha:

pH = pKa + log([A-]/[HA])

gdzie:

  • pKa to ujemny logarytm stałej dysocjacji kwasowej
  • [A-] to stężenie zasady sprzężonej
  • [HA] to stężenie kwasu

Miareczkowanie

Miareczkowanie to metoda analizy chemicznej, która polega na dodawaniu roztworu o znanym stężeniu (miareczkującego) do roztworu o nieznanym stężeniu (analizowanego) w celu określenia jego stężenia. Punkt równoważnikowy to punkt, w którym reakcja między miareczkującym a analizowanym jest stechiometrycznie zakończona. Dobór wskaźnika do miareczkowań jest bardzo ważny.

Przykłady miareczkowania:

  • Miareczkowanie kwasu solnego wodorotlenkiem sodu
  • Miareczkowanie octowego węglanem sodu

Elektrody

Elektroda to przewodnik elektryczny używany do kontaktu z częścią obwodu w celu pomiaru potencjału elektrycznego. W chemii analitycznej elektrody są używane do pomiaru pH, potencjału redoks i innych właściwości roztworów. Wprowadzić równanie Nernsta (E=Ef0+[RT/(nF)ln[Ox]/[Red], E(V)=Ef0(V)+0.059/n*log[Ox]/[Red], E(mV)=Ef0(mV)+59/n*log[Ox]/[Red].

Absorbancja

Absorbancja to miara zdolności substancji do pochłaniania promieniowania elektromagnetycznego. Jest to logarytm dziesiętny stosunku natężenia promieniowania padającego do natężenia promieniowania przechodzącego przez próbkę. Roztwór o grubości 0,1 cm wykazuje absorbancję 0,31.

Podsumowanie

Obliczanie pH roztworów po rozcieńczeniu jest ważnym zagadnieniem w chemii. W zależności od rodzaju kwasu lub zasady (mocny czy słaby), należy zastosować odpowiednie metody obliczeniowe. Zrozumienie zasad działania buforów, miareczkowania i elektrod jest kluczowe w analizie chemicznej roztworów.

tags: #rozcieńczono #wodą #destylowaną #oblicz #pH #wzór

Popularne posty: