Objętość dodawanego titranta [cm3]	pH roztworu analitu
0	1,3
10	1,6
30	11,89
45	12,45

 

---

Wyjaśnienie:

W roztworze H₂SO₄ stężenie jonów H⁺ jest w przybliżeniu 2-krotnie wyższe niż stężenie molowe roztworu. Zgodnie z zadaniem 6, stężenie analitu było równe 0,025 mol/dm³, zatem stężenie jonów H⁺ w tym roztworze wynosi:

$\left[\mathrm{H}{}^{+}\right]=0,05\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

pH roztworu było równe:

$\mathrm{pH}=-\log 0,05$
$\mathrm{pH}=1,3$

Wiedząc, że stężenie molowe roztworu H₂SO₄ wynosi 0,025 mol/dm³ (zadanie 6), obliczmy ile moli jonów H⁺ znajduje się w roztworze tego kwasu o objętości 100 cm³:

$n_{\mathrm{H}{}^{+}}=2\cdot n_{\mathrm{H}{}_2\mathrm{SO}{}_4}=2\cdot 0,025\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}\cdot 0,1\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3$
$n_{\mathrm{H}{}^{+}}=0,005\mathrm{mol}$

Obliczmy ile moli jonów OH^- znajdowało się w 10, 30 oraz 45 cm³ dodanego roztworu KOH o stężeniu 0,2 mol/dm³ oraz stężenie jonów H⁺ lub OH^- po reakcji, a także pH roztworu:

10 cm³ roztworu KOH:

$n_{\mathrm{OH}{}^{-}}=0,01\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3\cdot 0,2\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$
$n_{\mathrm{OH}{}^{-}}=0,002\mathrm{mol}$

Jony H⁺ z H₂SO₄ były w nadmiarze, po zmieszaniu roztworu ich liczba moli będzie równa:

$n_{\mathrm{H}{}^{+}poreakcji}=0,005\mathrm{mol}-0,002\mathrm{mol}$
$n_{\mathrm{H}{}^{+}poreakcji}=0,003\mathrm{mol}$

Stężenie jonów H⁺ i pH będą równe:

$\left[\mathrm{H}{}^{+}\right]=\frac{0,003\mathrm{mol}}{0,1\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3+0,01\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}=0,027\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

$\mathrm{pH}=-\log 0,027$
$\mathrm{pH}=1,57$

30 cm³ roztworu KOH

$n_{\mathrm{OH}{}^{-}}=0,03\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3\cdot 0,2\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$
$n_{\mathrm{OH}{}^{-}}=0,006\mathrm{mol}$

Jony OH^- z KOH były w nadmiarze, po zmieszaniu roztworu ich liczba moli będzie równa:

$n_{\mathrm{OH}{}^{-}poreakcji}=0,006\mathrm{mol}-0,005\mathrm{mol}$
$n_{\mathrm{OH}{}^{-}poreakcji}=0,001\mathrm{mol}$

Stężenie jonów OH^- i pH będą równe:

$\left[\mathrm{OH}{}^{-}\right]=\frac{0,001\mathrm{mol}}{0,1\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3+0,03\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}=0,0077\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

$\mathrm{pOH}=-\log \left[\mathrm{OH}{}^{-}\right]$
$\mathrm{pOH}=-\log 0,0077$
$\mathrm{pOH}=2,11$

$\mathrm{pH}+\mathrm{pOH}=14$
$\mathrm{pH}=14-\mathrm{pOH}$
$\mathrm{pH}=11,89$

 

 

45 cm³ roztworu KOH

$n_{\mathrm{OH}{}^{-}}=0,045\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3\cdot 0,2\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$
$n_{\mathrm{OH}{}^{-}}=0,009\mathrm{mol}$

Jony OH^- z KOH były w nadmiarze, po zmieszaniu roztworu ich liczba moli będzie równa:

$n_{\mathrm{OH}{}^{-}poreakcji}=0,009\mathrm{mol}-0,005\mathrm{mol}$
$n_{\mathrm{OH}{}^{-}poreakcji}=0,004\mathrm{mol}$

Stężenie jonów OH^- i pH będą równe:

$\left[\mathrm{OH}{}^{-}\right]=\frac{0,004\mathrm{mol}}{0,1\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3+0,045\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}=0,027\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

$\mathrm{pOH}=-\log \left[\mathrm{OH}{}^{-}\right]$
$\mathrm{pOH}=-\log 0,028$
$\mathrm{pOH}=1,55$

$\mathrm{pH}+\mathrm{pOH}=14$
$\mathrm{pH}=14-\mathrm{pOH}$
$\mathrm{pH}=12,45$