O probă de otet are pH=3. Stiind ca constanta de aciditate CH3COOH este Ka=1.8×10 ^-5, sa se calculeze concentratia molara a acidului acetic in oțet.
Răspunsuri la întrebare
Răspuns: La acizii slabi, la care Ka este cuprins între 10⁻⁴- 10⁻⁷ , o relație matematică pentru calcularea concentrației ionilor de hidroniu (H₃O⁺, ionul de H⁺ hidratat) la echilibrul chimic al reacției de ionizare în soluție apoasă este:
H₃O⁺ = √Ka.CM (relația 1)
unde:
Ka= constanta de aciditate
C m = concentrația molară a acidului dizolvat (mol/L)
Calculul are o eroare acceptabilă.
Concentrația molară a ionilor de hidrogen din soluția apoasă a unui acid se exprimă ușor prin pH:
pH= -lg C M H₃O⁺; (relația 2)
C M H₃O⁺ = 10 la puterea -pH (relația 3)
Rezolvare problemă
Necunoscuta din problemă este CM CH₃COO H (mol/L) dizolvat în apă, care prin ionizare în prezența apei, imprimă soluției un pH acid=3.
CH₃COO H aq = CH₃COOaq⁻ + H⁺
acid 1 baza conjugată1...........acid 2/ cel mai tare
Ka , CH₃COOH/CH₃COO⁻= 1,8.10⁻⁵
Aflarea lui CM CH₃COOH se bazează pe aflarea: C M de ioni H(+) cu ajutorul pH-ului și apoi CM acid, astfel:
1)C M ioni H (+), pH =3, din relația 3:
CM H₃O⁺= 10-putere pH = 10⁻³ M
2) C M CH₃COOH din relația 1, pentru valorile cunoscute de Ka și C M de H₃O⁺:
10⁻³= √1,8.10⁻⁵.CM acid ;
ridicăm la pătrat, pentru a scăpa de radical: (10⁻³)² = (√1,8.10⁻⁵.CM acid)²
10⁻⁶ = 1,8.10⁻⁵.CM acid
C M acid= 10⁻⁶/ 1,8 .10⁻⁵=0,55 .10⁻⁶⁺⁵=0,55.10⁻¹=5.5.10⁻²
R: 5,5 .10⁻²M Dacă verificăm rezultatul, rezultă un pH=2,9978
O altă variantă cu precizie mare este să construim tabelul de variație al numărului de moli până la stabilirea echilibrului chimic de ionizare.
Explicație: