Rozwiązanie:

Dane:

${\text{c}}_{0\text{amidu}}=1,0\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

${\text{c}}_{0\mathrm{HCl}}=1,0\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

${\text{V}}_0=200\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3=0,2\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3$

${\text{V}}_{\text{proˊbki}}=5\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3=0,005\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3$

$\text{t}=3,2\min$

Szukane:

${\text{c}}_{\text{amidu }}=?$

Obliczenia:

Zgodnie z równaniem reakcji zamieszczonym w treści wprowadzającej do zadania:

$1\mathrm{mol}\text{amidu}-1\mathrm{mol}\mathrm{H}{}_3\mathrm{O}{}^{+}$

Pomiędzy obecnymi w roztworze jonami H₃O⁺ a jonami OH^- przy pomocy których je oznaczano przebiegała reakcja chemiczna:

$\mathrm{H}{}_3\mathrm{O}{}^{+}+\mathrm{OH}{}^{-}\to 2\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}$

Czyli:

$1\mathrm{mol}\mathrm{H}{}_3\mathrm{O}{}^{+}-1\mathrm{mol}\mathrm{OH}{}^{-}$

Odczytując z wykresu objętość KOH dla czasu t=0 min, możemy obliczyć stężenie roztworu KOH używanego do oznaczeń:

${\text{c}}_{\mathrm{H}{}_3\mathrm{O}{}^{+}}=\frac{{\text{n}}_{\mathrm{H}{}_3\mathrm{O}{}^{+}}}{{\text{V}}_{\text{proˊbki}}}$   więc:   ${\text{n}}_{\mathrm{H}{}_3\mathrm{O}{}^{+}}={\text{c}}_{\mathrm{H}{}_3\mathrm{O}{}^{+}}\cdot {\text{V}}_{\text{proˊbki}}=1,0\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}\cdot 0,005\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3=0,005\mathrm{mol}$

Skoro:

$1\mathrm{mol}\mathrm{H}{}_3\mathrm{O}{}^{+}-1\mathrm{mol}\mathrm{OH}{}^{-}$

to:

${\text{n}}_{\mathrm{H}{}_3\mathrm{O}{}^{+}}={\text{n}}_{\mathrm{OH}{}^{-}}=0,005\mathrm{mol}$

więc:

${\text{c}}_{\mathrm{OH}{}^{-}}=\frac{{\text{n}}_{\mathrm{OH}{}^{-}}}{{\text{V}}_{\text{proˊbki}}}=\frac{0,005\mathrm{mol}}{0,0025\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}=2\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$ 

Następnie odczytujemy z wykresu ilość KOH, która przereagowała z jonami H₃O⁺ w 3,2 minucie monitorowania reakcji:

${\text{V}}_{\text{t=3,2min}\mathrm{KOH}}=2,0\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3=0,002\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3$

I obliczami ilość moli KOH zużytych na oznaczenie jonów H₃O⁺ w próbce:

${\text{n}}_{\text{t=3,2min }\mathrm{OH}{}^{-}}={\text{c}}_{\mathrm{OH}{}^{-}}\cdot {\text{V}}_{\text{t=3,2min}\mathrm{KOH}}=2,0\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}\cdot 0,002\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3=0,004\mathrm{mol}$

Skoro:

$1\mathrm{mol}\mathrm{H}{}_3\mathrm{O}{}^{+}-1\mathrm{mol}\mathrm{OH}{}^{-}$

oraz:

$1\mathrm{mol}\text{amidu}-1\mathrm{mol}\mathrm{H}{}_3\mathrm{O}{}^{+}$

to:

${\text{n}}_{\text{t=3,2min }\mathrm{H}{}_3\mathrm{O}{}^{+}}={\text{n}}_{\text{t=3,2min }\mathrm{OH}{}^{-}}={\text{n}}_{\text{t=3,2min amidu}}=0,004\mathrm{mol}$

Znając liczbę moli amidu oraz objętość próbki można obliczyć ilość moli amidu jaka pozostała w naczyniu, pamiętając o zmniejszeniu objętości mieszaniny o wielkość pobranej próbki:

${\text{V}}_{\text{t=3,2min}}=0,02\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3-0,005\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3=0,195\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3$

$\begin{array}{ccc}0,004\mathrm{mol}\text{amidu}& -& 0,005\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3\\ \text{x}& -& 0,195\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3\end{array}$

$\text{x}=\frac{0,195\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3\cdot 0,004\mathrm{mol}}{0,005\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}=0,156\mathrm{mol}\text{amidu}$

Znając objętość roztworu i ilość moli można obliczyć stężenie nieprzereagowanego amidu:

${\text{c}}_{\mathrm{amidu}}=\frac{{\text{n}}_{\text{amidu}}}{{\text{V}}_{\text{t=3,2min}}}=\frac{0,156\mathrm{mol}}{0,195\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}=0,8\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

Odpowiedź: Stężenie nieprzereagowanego amidu w pozostałym roztworze był równe 0,8 mol/dm³.