a)

Obliczamy liczbę moli KOH w 25 cm³ jego roztworu o stężeniu 0,15 mol/dm³:

$\begin{array}{ccc}0,15\mathrm{mol}& -& 1000\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3\\ x& -& 25\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3\end{array}$

$x=\frac{0,15\mathrm{mol}\cdot 25\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3}{1000\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3}$

$x=0,00375\mathrm{mol}$

Punkt końcowy miareczkowania osiągnięto w momencie, w którym ilość moli jonów OH^- dodanych wraz z roztworem titranta była równa ilości moli jonów H⁺ obecnych w roztworze analitu. Na tej podstawie, wiemy, że, w tym punkcie:

$n_{\mathrm{OH}{}^{-}}=n_{\mathrm{H}{}^{+}}$

Znając liczbę moli H⁺ w roztworze analitu znamy liczę moli HCl jaka została użyta do jego przygotowania:

$n_{\mathrm{HCl}}=0,00375\mathrm{mol}$

Objętość HCl w podanych w zadaniu warunkach obliczymy korzystając z równania Clapeyrona:

$pV=nRT\Rightarrow V=\frac{nRT}{p}$

gdzie:

p - ciśnienie,

V - objętość,

n - liczba moli,

R - stała gazowa,

T - temperatura.

Dane z zadania:

$p=1013\mathrm{hPa}$

$R=83,14\frac{\mathrm{hPa}\cdot \mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}{\mathrm{mol}\cdot \mathrm{K}}$

$T=25°\mathrm{C}=298\mathrm{K}$

Podstawiamy do wzoru i wyznaczamy objętość HCl:

$V_{\mathrm{HCl}}=\frac{0,00375\mathrm{mol}\cdot 83,14\frac{\mathrm{hPa}\cdot \mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}{\mathrm{mol}\cdot \mathrm{K}}\cdot 298\mathrm{K}}{1013\mathrm{hPa}}$

$V_{\mathrm{HCl}}\approx 0,09172\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3$

$V_{\mathrm{HCl}}\approx 91,72\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3$

 

Odpowiedź: Objętość chlorowodoru wynosi ok. 91,72 cm³.

 

b)

Największe stężenia w roztworze końcowym po dodaniu 50 cm³ titranta mają: kationy potasu, aniony chlorkowe i aniony wodorotlenowe.

 

---

Wyjaśnienie:

W roztworze końcowym obecne są jony: H⁺, OH^-, K⁺ oraz Cl^-. Największe stężenie mają kationy potasu wprowadzone wraz z titrantem oraz aniony chlorkowe z analitu. Najmniej w roztworze znajduje się jonów H⁺, które zostały zobojętnione przez nadmiar jonów OH^- z roztworu titranta.