Rozwiązanie:

Roztwór HI:

HI zaliczamy do mocnych elektrolitów oznacza to, że reakcja dysocjacji zachodzi z praktycznie 100% wydajnością:

$HI\stackrel{H_{2}O}{\to }{H}^{+}+I^{-}$  

Stężenie molowe związku w tym wypadku równe jest stężeniu jonów w roztworze:

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

Obliczamy pH roztworu:

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

$pH=-\log \left(0,01\right)$  

$pH=2$   

 

Roztwór CH₃COOH:

CH₃COOH zaliczamy do słabych elektrolitów oznacza to, że reakcja dysocjacji nie zachodzi z pełną wydajnością:

$C{H}_{3}COOH\stackrel{H_{2}O}{\rightleftarrows }{H}^{+}+C{H}_{3}CO{O}^{-}$  

Wykorzystując tablice chemiczne wyznaczamy wartość stałej dysocjacji:

$K=1,75\cdot {10}^{-5}$  

 Na podstawie równania dysocjacji zapisujemy wyrażenia na stałą dysocjacji: 

$K=\frac{\left[H^{+}\right]\left[C{H}_{3}CO{O}^{-}\right]}{\left[C{H}_{3}COOH\right]}$  

Stężenie molowe jonów w roztworze jest sobie równe:

$\left[H^{+}\right]=\left[C{H}_{3}CO{O}^{-}\right]=x$  

$1,75\cdot {10}^{-5}=\frac{x\cdot x}{0,01}$  

$x=4,18\cdot {10}^{-4}\frac{mol}{d{m}^3}=\left[H^{+}\right]$   

Obliczamy pH roztworu:

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

$pH=-\log \left(4,18\cdot {10}^{-4}\right)$  

$pH=3,38$   

 

Roztwór KOH:

KOH zaliczamy do mocnych elektrolitów oznacza to, że reakcja dysocjacji zachodzi z praktycznie 100% wydajnością:

$KOH\stackrel{H_{2}O}{\to }{K}^{+}+O{H}^{-}$  

Stężenie molowe związku w tym wypadku równe jest stężeniu jonów w roztworze:

$\left[KOH\right]=\left[K^{+}\right]=\left[O{H}^{-}\right]=0,01\frac{mol}{d{m}^3}$  

Obliczamy pOH roztworu:

$pOH=-\log \left(\left[O{H}^{-}\right]\right)$    

$pOH=-\log \left(0,01\right)$  

$pOH=2$   

$pH=14-2=12$   

 

Ocena: Tak oranż metylowy pozwoli na odróżnienie podanych wodnych roztworów.

Uzasadnienie: Roztwór HI posiada pH poniżej zakresu zmiany koloru to znaczy, że roztwór przyjmie barwę czerwoną. Roztwór CH₃COOH posiada pH znajdujące się w zakresie zmiany barwy więc będzie posiadał kolor pośredni pomiędzy żółtym, a czerwonym (pomarańczowy). Roztwór KOH posiada pH powyżej zakresu zmiany koloru to znaczy, że roztwór przyjmie barwę żółtą.