Rozwiązanie:

Równanie reakcji zachodzącej w roztworze:

$Sr{\left(OH\right)}_2+2HBr\to SrB{r}_2+2H_{2}O$   

Skrócony jonowy zapis równania:

$2O{H}^{-}+2H^{+}\to 2H_{2}O$   

Zaszła reakcja zobojętniania. Jeżeli w roztworze znajdowała się stechiometryczna ilość reagentów to pH roztworu równe jest 7.

W zadaniu należy więc obliczyć jaka liczba moli każdego ze związków brała udział w reakcji. Dzięki temu wyznaczymy, który związek występował w nadmiarze i przez to wpływa na ostateczną wartość pH roztworu po reakcji.

Wyznaczamy liczbę moli zasady:

pH roztworu zasady było równe 12. Wyznaczamy pOH roztworu oraz stężenie jonów OH-:

$pOH=14-pH$  

$pOH=14-12=2$  

$\left[O{H}^{-}\right]={10}^{-pOH}={10}^{-2}=0,01\frac{mol}{d{m}^3}$  

Biorąc pod uwagę objętość roztworu zasady obliczamy liczbę moli związku w roztworze:

$C_m=\frac{n}{V}$  

$n_{O{H}^{-}}=0,01\frac{mol}{d{m}^3}\cdot 0,1d{m}^3=0,001mol$      

Sr(OH)₂ ulega dysocjacji w roztworze zgodnie z równaniem:

$Sr{\left(OH\right)}_2\stackrel{H_{2}O}{\to }S{r}^{2+}+2O{H}^{-}$  

Zgodnie z równaniem 1 mol zasady prowadzi do powstania 2 moli jonów OH^-. Jeżeli w roztworze znajdowało się 0,001 mola jonów OH^- to dysocjacji uległo 0,0005 mola zasady

$n_{Sr{\left(OH\right)}_2}=0,0005mol$   

 

Wyznaczamy liczbę moli kwasu:

pH roztworu zasady było równe 2. Wyznaczamy stężenie jonów H+:

$\left[H^{+}\right]={10}^{-pH}={10}^{-2}=0,01\frac{mol}{d{m}^3}$  

 

Biorąc pod uwagę objętość roztworu kwasu obliczamy liczbę moli związku w roztworze:

$C_m=\frac{n}{V}$  

$n_{H^{+}}=0,01\frac{mol}{d{m}^3}\cdot 0,9d{m}^3=0,009mol$      

HBr ulega dysocjacji w roztworze zgodnie z równaniem:

$HBr\stackrel{H_{2}O}{\to }{H}^{+}+B{r}^{-}$  

Zgodnie z równaniem 1 mol kwasu prowadzi do powstania 1 mola jonów H⁺. Jeżeli w roztworze znajdowało się 0,009 mola jonów H⁺ to dysocjacji uległo 0,009 mola kwasu

$n_{HBr}=0,009mol$   

 

Zgodnie z równaniem reakcji 1 mol zasady reaguje z 2 molami kwasu. Obliczamy ile moli kwasu przereagowało z 0,0005 molami zasady:

$1molSr{\left(OH\right)}_2-2molHBr$  

$0,0005molSr{\left(OH\right)}_2-x$  

$x=0,001molHBr$  

Obliczamy ile moli kwasu pozostało w roztworze:

$n_{HBr}=0,009mol-0,001mol=0,008mol$  

Zgodnie z równaniem 1 mol kwasu prowadzi do powstania 1 mola jonów H⁺. W roztworze pozostało nie przereagowane 0,008 mola jonów H⁺.

Obliczamy stężenie molowe jonów:

$\left[H^{+}\right]=\frac{0,008mol}{0,9d{m}^3+0,1d{m}^3}=0,008\frac{mol}{d{m}^3}$  

pH roztworu wynosiło:

$pH=-\log \left(0,008\right)=2,1$  

Odpowiedź: Otrzymano roztwór o pH = 2,1.