Rozwiązanie 

Dane: 

$C_p=6\%$

$d=1,00\mathrm{g}\cdot \mathrm{c}{\mathrm{m}}^{-3}$ 

$\alpha <5\%$

Szukane: 

pH = ? 

Rozwiązanie: 

Zakładamy, ze posiadamy 100 g roztworu. Znając stężenie procentowe oraz masę roztworu obliczamy masę substancji rozpuszczonej m_s, czyli "czystego kwasu w roztworze, w tym celu korzystamy i przekształcamy wzór na stężenie procentowe: 

$C_p=\frac{m_s}{m_r}\cdot 100\%\to m_s=\frac{C_p\cdot m_r}{100\%}$

podstawiamy dane: 

$m_{\mathrm{CH}{}_3\mathrm{COOH}}=\frac{6\%\cdot 100\mathrm{g}}{100\%}=6\mathrm{g}$ 

Obliczamy jaką liczbę moli stanowi 6 g kwasu octowego: 

$n_{\mathrm{CH}{}_3\mathrm{COOH}}=\frac{6\mathrm{g}}{60\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}}=0,1\mathrm{mol}$

Obliczamy objętość roztworu widząc, że jego mas wynosi 100 g, a gęstość d = 1,00 g/cm³,

$d=\frac{m}{V}\to V=\frac{m}{d}$

podstawiamy dane:  

$V_r=\frac{100\mathrm{g}}{1000\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}}=0,1\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3$ 

 

Obliczamy stężenie molowe roztworu kwasu octowego:  

$C_m=\frac{0,1\mathrm{mol}}{0,1\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}=1\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$  

Z tablic odczytujemy stałą dysocjacji kwasu octowego: 

$K_a=1,75\cdot 10^{-5}$

Wiemy, że stopień dysocjacji roztworu jest mniejszy niż 5%, dlatego można skorzystać z uproszczonego wzoru opisującego prawo rozcieńczeń Ostwalda, gdzie jako X oznaczamy stężenie jonów zdysocjowanych H⁺: 

 $K=\frac{X^2}{C_0}$

Wyznaczamy X: 

$X=\sqrt{K\cdot C_0}$ 

podstawiamy dane: 

$X=\sqrt{1,75\cdot 10^{-5}\cdot 1}=4,2\cdot 10^{-3}\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$ 

 

Obliczamy pH roztworu, to minus logarytm ze stężenia molowego  jonów H⁺: 

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

podstawiamy dane: 

$\mathrm{pH}=-\log \left(4,2\cdot 10^{-3}\right)=2,4$ 

 

Odpowiedź: pH roztworu wynosi 2,4.