Rozwiązanie:

roztworze zaszła reakcja:

$Ba{\left(OH\right)}_2+2HCl\to BaC{l}_2+2H_{2}O$  

 

a)

 Na podstawie stężenie procentowego obliczamy masę rozpuszczonego wodorotlenku baru:

$C\%=\frac{m_s}{m_r}\cdot 100\%$  

$m_s=\frac{C\%\cdot m_r}{100\%}$  

$m_s=\frac{10\cdot \%100g}{100\%}$  

$m_s=10g$  

Wyznaczamy masę molową wodorotlenku baru i przeliczamy masę rozpuszczonego związku na liczbę moli:

$M_{Ba{\left(OH\right)}_2}=171\frac{g}{mol}$  

$n=\frac{m}{M}$  

$n=\frac{10g}{171\frac{g}{mol}}$  

$n=0,0585mol$  

 

Wykorzystując gęstość roztworu obliczamy objętość dodanego roztworu Ba(OH)₂:

$d=\frac{m}{V}$  

$V=\frac{m}{d}$  

$V=\frac{100g}{1,12\frac{g}{c{m}^3}}$    

$V=89,3c{m}^3=0,089d{m}^3$  

 
Tyle moli związku rozpuszczono w roztworze. Zgodnie z równaniem reakcji związek uległ dysocjacji i powstała dwa razy większa ilość jonów OH^- w roztworze.     

$n_{O{H}^{-}}=0,0292mol$  

 

Obliczamy ile moli kwasu dodano do roztworu:

$C_m=\frac{n}{V}$  

$n=C_m\cdot V$  

$n_{HCl}=0,55\frac{mol}{d{m}^3}\cdot 0,4d{m}^3$     

$n_{HCl}=0,22mol$  

Zgodnie z równaniem reakcji 1 mol wodorotlenku baru reaguje z 2 molami kwasu chlorowodorowego. W nadmiarze użyto kwasu. W reakcji brało udział 0,0585 moli wodorotlenku baru i 0,117 (0,0585*2) moli kwasu chlorowodorowego. Zasada przereagował w całości, obliczamy ile moli HCl pozostało w roztworze nie ulegając reakcji:

$n_{HCl}=0,22mol-0,117mol=0,103mol$  

Kwas chlorowodorowy, który nie wziął udziału w reakcji z kwasem ulega dysocjacji jonowej zgodnie z równaniem:

$HCl\stackrel{H_{2}O}{\to }{H}^{+}+C{l}^{-}$  

 

Dysocjacji uległo 0,103 mola związku więc powstało 0,103 mola jonów H⁺. Obliczamy stężenie jonów w roztworze:

$\left[H^{+}\right]=\frac{0,103mol}{0,089d{m}^3+0,4d{m}^3}=0,21\frac{mol}{d{m}^3}$   

 

$pH=-\log \left(\left[H^{+}\right]\right)$  

$pH=-\log \left(0,21\right)$  

$pH=0,67$  

 
Odpowiedź: pH otrzymanego roztworu wynosiło 0,67.     

 

b)

Wskaźnik	Barwa wskaźnika
Błękit tymolowy	czerwona
Czerwień krezolowa	żółta
Błękit bromotymolowy	żółta