Question

1). Se amesteca 50 ml solutie KOH cu ph =13,5 si 150 ml solutie de HCL cu ph= 2,5 determina concentratiile initiale a celor doua solutii si ph-ul solutii finale.
Calculeaza volumul solutiei de HCL 20% cu densitatea 11g/ml necesar pentru prepararea a 2 litrii solutie cu ph=3
2). O solutie de HCL are concentratia 10^-8 M. Determina ph-ul solutiei. (^-8 = la puterea -8)
URGENT!!

Answer 1

Rezolvarea propusă

Ex1. Concentrațiile inițiale molare la soluția de KOH și HCl se află din   valoarea pH-ului lor. Prin definiție pH-ul este legat de concentrația molară la echilibru a ionilor de H⁺ și a ionilor de OH⁻, rezultați din ionizarea (disocierea) în soluția apoasă a substanțelor care au caracter acid, bazic.

Calcule:

1a)C M la soluția de KOH=?, pH=13,5

KOH= bază tare; ionizează total în apă:

KOH aq= K⁺aq+  OH⁻aq

1mol........1mol.........1mol

pOH=-lgC M OH=-lgC M (KOH); pOH=14-13,5(pH)=0,5

CM KOH =10⁻exp (puterepOH)=1/10⁰,⁵=1/3,162=0,32 M

CM KOH=0,32 M

1b)C M de HCl = ?, pH=2,5

HCl este un acid tare, disociază total în soluția sa apoasă:

HCl aq=H⁺aq + Cl⁻aq

1 mol.....1mol....1mol

pH=-lg C M H⁺=-lg CM HCl

CM HCl = 10⁻ putere pH=10⁻²,⁵= 0,00316 M=0,0032 M

C M HCl= 0,32.10⁻² M

1b) pH-ul soluției finale=?

Vom determina prin calcul care reactant dintre KOH și HCl este în exces, privind numărul de moli, în reacția de neutralizare, iar acest exces va da pH-ul final. Reacția de neutralizare între cantități stoechiometrice de acid și bază ne dă pH-ul final neutru (7).

n moli KOH introduși= C M. Vs,

unde CM =0,32 M (mol/L), Vs=50mL(0,050L).

n moli KOH=0,32 moli/L.0,050 L=0,016 moli KOH.

n moli HCl introduși=?

C M. Vs, unde CM=0,32.10⁻²M, Vs=150 mL (0,15L)

n moli HCl=0,32.10⁻²mol/L.0,15L=0,00048 moli

Rezultă că n moli HCl este mai mic față de n moli KOH, deci se consumă total și rămâne un exces de KOH, care va impune pH-ul bazic soluției finale.

nmoli exces de KOH=?

De pe reacția chimică avem:

HCl           +  KOH = KCl+ H₂O

1mol HCl...consumă..1molKOH

Deci: n moli HCl=n moli KOH, 0,00048 moliHCl=0,00048 moli KOH

Rămân n moli KOH neconsumați , adică exces:

n total KOH introduși - nmoli KOH consumați=n moli exces:

0,016 moli KOH-0,00048 moli KOH=0,01552 moli exces

C M a KOH exces în soluția finală=? din aceasta vom afla pH-ul?

C M KOH exces= n moli exces KOH/V final (mol/L)

V final= VsolKOH pH13,5 + V sol HCl pH 2,5=50+150=200 mL = 0,2 L

Rezultă: C M KOH exces=0,01552moli/0,2L=0,0776 M de KOH

pOH și pH-ul soluției finale=?

pOH=-lg C M OH⁻= lg C M KOH=-lg 0,0776=-(-1,1)=1,1

pH=14-pOH=14-1,1=12,9 aprox.

Ex1.1 )Volumul soluției HCl 20%, d=1,1 g /mL din care să rezulte 2 L soluție cu pH=3=?

Schema de lucru este:

pH=3.....→.aflăm CM de HCl→ aflăm n moli HCl din 2Lde CM=2M

                                                       ↓

                           aflăm masa de HCl din 2L, CM=2 M. Aceasta este md în soluția de 20% HCl →masa soluție→masa soluției și densitatea=Vs de   20%HCl

Calcule:

CM de HCl din 2 L soluție cu pH=3, =?

CM =10⁻(puterea pH) =10⁻³ M de HCL

n moli și masa de HCl din 2 L soluție cu CM=10⁻³====md și în soluția de 20%

CM =n moli/Vs, n moli=CM.Vs

n moli HCl=10⁻³ moli/L.2 L= 2.10⁻³ moli

m HCl= n moli.M HCl=2.10⁻³ mol.36,5 g/mol =0,073 g HCl

masa soluției de HCl 20% = ? (g), cu md=0,073 g                        

C% =md.100/ms; ms=md.100/C%

ms = 0,073 g.100%/20%=0,365 g de soluție  HCl 20%

Volumul soluției de HCl 20%=? (mL), d=1,1 g/mL

densitatea= masa/volum; d=ms/Vs (g/mL)

Vs=ms/d=0,365 g/1,1 g/mL=0,33 mL

Ex2) C M a soluției HCl=10⁻⁸ M

pH=-lg C M H⁺=-lg C M HCl  ( HCl este acid tare și disociază total, numărul de moli și C M a ionilor de H și Cl rezultați sunt egale cu n moli, CM de HCl)

pH = -lg 10⁻⁸ = 8 ( peste neutru)