Question

Adaugand 10mL de solutie de KOH la 40mL de solutie de HCl 0,1M se obtine o solutie cu pH=7. Determinati pH-ul solutiei de KOH.

Cine o rezolva ii dau coroana, multumesc!!

Answer 1

Răspuns: Propunere de rezolvare

Indicații

Avem o reacție de neutralizare totală dintre HCl și NaOH, fiindcă pH-ul soluției finale este 7, adică nu mai sunt HCl și NaOH neconsumați. În soluție vom avea apă și NaCl, care este inertă acido-bazic.

HCl +KOH→ H₂O + KCl

EIR:

H⁺ + HO⁻  = H₂O

La fiecare reacție chimică se poate aplica legea echivalenților, pentru reactanți:

număr de echivalenți gram de HCl  = număr de echivalenți gram de NaOH

nEg HCl = nEg NaOH

nEg H⁺ = nEg HO⁻

Sau:

-o cantitate de HCl consumă stoechiometric o cantitate de KOH

***

De aici se pleacă, la calcularea pH-ului soluției de KOH, cu volumul de 10 mL.

Schema este:

• calculăm număr de moli  HCl dizolvat  în 40mL soluție,0,1M. Este md, care se pune în calcul stoechiometric cu KOH

• calculăm număr de moli de  KOH consumat de n moli  de HCl, fie cu legea echivalenților, fie prin calcul stoechiometric (este nd KOH)
• calculăm C M de KOH, dacă știm acum nd KOH și volumul soluției de 10 mL
• calculăm  C M HO⁻, apoi  C M H⁺ și în final pH= -lg C M H⁺

Calcule:

1) calculăm număr de moli dizolvați (nd),  de HCl din 40 mL soluție, concentrație molară 0,1 M, cu relația matematică pentru concentrația molară:

C M HCl = nd HCl / Vs de HCl (mol/L, sau M)

C M HCl=0,1 M; Vs=40 mL = 40:1000=0,04 L

nd HCl = CM .Vs= 0,1 (mol/L) .0,04 L=4.10⁻³ moli HCl

2) calculăm n moli de KOH(X) consumat stoechiometric de 10⁻³ moli de HCl, stoechiometric:

X moli KOH  .............4.10⁻³ moli HCl

            KOH    +   HCl      ⇒    H₂O   +    KCl

            1mol KOH....1mol HCl

X mol KOH = 4. 10⁻³ mol.1/1= 4. 10⁻³

Deci,  4.10⁻³moli HCl consumă un număr egal de moli de KOH.

3) calculăm n moli de HO⁻,  din disocierea în soluția apoasă  a 4.10⁻³ moli de KOH:

-KOH este o bază tare și în soluție apoasă disociază total în ionii săi:

KOH aq ⇒ K⁺ aq  +    HO⁻  aq

1molKOH....1mol K⁺......1mol HO⁻

⇒ n moli KOH = n moli K⁺ = n moli HO⁻

⇒4. 10⁻³ moli KOH =4.  10⁻³ moli HO⁻

⇒C M KOH = C M HO⁻

4) calculăm C M de ioni HO⁻ din 10 mL KOH, cu relația matematică, pentru CM:

C M HO⁻ = n moli HO⁻/ Vs (mol/L)

Vs=10 mL = 10:1000=10.10⁻³ L

C M HO⁻ = 4.10⁻³ moli / 10.10⁻³ L = 0,4 M (mol/L) = 4.10⁻¹ M

5) Calculăm pOH, pentru CM HO⁻ =0,4 M (4.10⁻¹)

pOH= -lg C M HO⁻

pOH = -lg 4.10⁻¹ = -( lg 4 + lg 10⁻¹) =-( 0,60-1)=-(-0,40) =0,4

6) Calculăm pH:

pH = 14-pOH =14-0,4=13,6

R: 13,6

Sau:

C M H⁺. C M HO⁻=10⁻¹⁴

C M H⁺ = 10⁻¹⁴/ C M HO⁻

C M H⁺ = 10⁻¹⁴/ 4.10⁻¹= 1/4 . (10⁻¹⁴.10⁺¹) = 0,25.10⁻¹³

pH = -lg 0,25.10⁻¹³ = -( lg 0,25+lg 10⁻¹³) =-( -0,6 -13) =-(13,6)=+13,6

Explicație:

Alt fel, cu legea echivalenților:

n Eg = m /Eg

Eg HCl= MHCl/nr H = M HCl

Eg NaOH = M KOH / nr OH = M KOH

Rezultă că :

nEg HCl = mHCl/ M HCl= n moli HCl

nEg KOH = m KOH / M KOH = n moli KOH

Verificați, calculele, vă rog!