Dane:

$c_{\mathrm{CH}{}_3\mathrm{COOH}}=0,01\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

$\alpha <5\%$

Szukane:

$\text{pH }=?$

Obliczenia:

W wodzie kwas octowy ulega dysocjacji zgodnie z równaniem:

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

 

Należy obliczyć stopień dysocjacji wykorzystując prawo rozcieńczeń Ostwalda:

$K_a=\frac{c\cdot {\alpha }^2}{1-\alpha }$   

Wzór ten można uprościć do postaci:

$K_a=c\cdot {\alpha }^2$  

jeżeli:  $\frac{C}{K_a}\ge 400$   lub  $\alpha <5\%$  

 

W tablicach stałych dysocjacji odczytujemy wartość K_a dla kwasu octowego:

$K_a=1,75\cdot {10}^{-5}$  

 

Obliczamy stopień dysocjacji kwasu octowego:

$K_a=c\cdot {\alpha }^2\Rightarrow \alpha =\sqrt{\frac{K_a}{c}}$  

$\alpha =\sqrt{\frac{1,75\cdot {10}^{-5}}{0,01}}=0,0418$  

 

Obliczamy stężenie jonów H⁺ w roztworze:

$\left[H^{+}\right]=c\cdot \alpha$  

$\left[H^{+}\right]=0,01\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}\cdot 0,0418=0,000418\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$  

 

Obliczamy pH roztworu:

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

$\text{pH}=-\log \left(0,000418\right)$  

$\text{pH}=3,38$    

Odpowiedź: pH tego roztworu wynosi 3,38.