s10-ph i puferi0708

RAVNOTEŽA URAVNOTEŽA UOTOPINAMA OTOPINAMA ELEKTROLITAELEKTROLITA

KONSTANTA DISOCIJACIJE, KONSTANTA DISOCIJACIJE, IONSKI PRODUKT VODE,IONSKI PRODUKT VODE,

pH i PUFERIpH i PUFERI

seminarseminar

I.I.IZRAŽAVANJE IZRAŽAVANJE

KONCENTRACIJE HKONCENTRACIJE H++ IONAIONA

• mjera kiselosti nekog sustava

• koncentracija: c(H+) ili [H+]

• neutralna otopina c(H+) = c(OH-)• kisela otopina c(H+) > c(OH-)• lužnata otopina c(H+) < c(OH-)

pHpH

pH skalapH skala

Kisela otopina: [H+] > 10-7 mol dm-3; [OH-] < 10-7 mol dm-3 Lužnata otopina: [H+] < 10-7 mol dm-3; [OH-] > 10-7 mol dm-3

[H+]/mol dm-3 = 10-pH

pH = -log ([H+] /mol dm-3)

pOH= -log ([OH-] /mol dm-3)pH + pOH = pKw = 14

pHpH HH++ OHOH- - pOHpOH

00

11

22

33

44

55

66

77

88

99

1010

1111

1212

1313

1414

101000

1010-1-1

1010-2-2

1010-3-3

1010-4-4

1010-5-5

1010-6-6

1010-7-7

1010-8-8

1010-9-9

1010-10-10

1010-11-11

1010-12-12

1010-13-13

1010-14-14

1010-14-14

1010-13-13

1010-12-12

1010-11-11

1010-10-10

1010-9-9

1010-8-8

1010-7-7

1010-6-6

1010-5-5

1010-4-4

1010-3-3

1010-2-2

1010-1-1

101000

1414

1313

1212

1111

1010

99

88

77

66

55

44

33

22

11

00

Jako kiseloJako kiselo

Slabo Slabo kiselokiselo

NeutralnoNeutralno

Slabo Slabo lužnatolužnato

Jako Jako lužnatolužnato

II.II.IONSKI PRODUKT VODEIONSKI PRODUKT VODE

IONSKI PRODUKT IONSKI PRODUKT VODEVODE

IONIZACIJA VODEIONIZACIJA VODE oksonijevi i hidroksidni oksonijevi i hidroksidni ioniioni

HH22O O HH+ + + OH+ OH--

pH + pOH = pKw = 14

Kw = c(H+) ∙ c(OH-)Kw = 1∙10-14 mol2dm-6 pri 25 °C

pH = - log (pH = - log (HH++/moldm/moldm-3-3))Ionski produkt vode:Ionski produkt vode:

• HH22O ima amfotermna svojstvaO ima amfotermna svojstva

(ponaša se i kao kiselina i kao baza)(ponaša se i kao kiselina i kao baza)• autoprotoliza tj. disocijacija vode može autoprotoliza tj. disocijacija vode može se se prikazati jednadžbom: Hprikazati jednadžbom: H22O O H H++ + + OHOH--

•HH++ ion u vodenoj otopini hidratiziran, te ion u vodenoj otopini hidratiziran, te se nalazi u obliku Hse nalazi u obliku H33OO++

•Konstanta ravnoteže Konstanta ravnoteže KK(H(H22O) = ?O) = ?

KK(H(H22O) =O) =

KK(H(H22O)O)··HH22OO = = HH++OHOH--

KKww = = HH++OHOH--pri 25 Cpri 25 C°°: : KKww = 1 = 1··1010-14-14 mol mol22/dm/dm66

pri 0 Cpri 0 C°°: : KKww = 0,69 = 0,69··1010-14-14 mol mol22/dm/dm66

pri 100 Cpri 100 C°°: : KKww = 47,6 = 47,6··1010-14-14 mol mol22/dm/dm66

Logaritmiranjem i množenjem izraza s -1 dobije se:Logaritmiranjem i množenjem izraza s -1 dobije se:

-log (K-log (Kww) = -log ) = -log HH++ - log - logOHOH--14 = pH + pOH14 = pH + pOH

HH++ OHOH--HH22OO const.

• RELACIJERELACIJE

KKww = = HH++OHOH--

14 = pH + pOH14 = pH + pOH

OMOGUĆUJU DA SE IZ POZNATE OMOGUĆUJU DA SE IZ POZNATE KONCENTRACIJE HKONCENTRACIJE H++ IONA IONA IZRAČUNA KONCENTRACIJA OHIZRAČUNA KONCENTRACIJA OH-- IONA (pOH), I OBRNUTO.IONA (pOH), I OBRNUTO.

JAKE, SLABE I VRLO SLABE KISELINE

HA H+ A- HA HA H+ A- HA HA H+ A-

prije ionizacijeprije ionizacije u ravnoteži

= 1

• predavanje o acido-baznoj ravnoteži i predavanje o acido-baznoj ravnoteži i hidrolizi soli:hidrolizi soli:

» jedna otopljena tvarjedna otopljena tvar

• ravnoteža u otopinama s dvije otopljene ravnoteža u otopinama s dvije otopljene tvari, koje sadrže istovrsni ion (kation ili tvari, koje sadrže istovrsni ion (kation ili anion)anion)

» zajednički ionzajednički ion

STUPANJ IONIZACIJE STUPANJ IONIZACIJE KISELINAKISELINAKiseline u vodenim otopinama ioniziraju Kiseline u vodenim otopinama ioniziraju

(disociraju) na oksonijeve ione i ione kiselinskog (disociraju) na oksonijeve ione i ione kiselinskog ostatka.ostatka.

STUPANJ IONIZACIJE (STUPANJ IONIZACIJE () ) pokazuje udio molekula koje pokazuje udio molekula koje ioniziraju na ione u polarnom ioniziraju na ione u polarnom otapalu.otapalu.

molekulabrojukupan

molekulahioniziranibroj

UČINAK ZAJEDNIČKOG UČINAK ZAJEDNIČKOG IONAIONA

• CHCH33COONaCOONa(s)(s) CH CH33COOCOO- - (aq)(aq) + Na + Na++

(aq)(aq)

• CHCH33COOHCOOH(aq)(aq) CH CH33COOCOO--(aq)(aq) + H + H++

(aq)(aq)

jaki elektrolit;u potpunosti disocira

slaba kiselina;djelomično disocira

ravnoteža se pomiće ulijevo;smanjena konc. H+ iona

ZAJEDNIČKI ION

• otopina koja sadrži i CH3COOH i CH3COONa biti će manje kisela od otopine koja sadrži samo CH3COOH kod iste koncentracije

III.III.PUFERIPUFERI

• neznatno mijenjaju svoj pH neznatno mijenjaju svoj pH dodatkom kiselina ili bazadodatkom kiselina ili baza

• smjese:smjese:

SLABIH KISELINA I NJIHOVIH SOLISLABIH KISELINA I NJIHOVIH SOLI

iliili

SLABIH BAZA I NJIHOVIH SOLISLABIH BAZA I NJIHOVIH SOLI

PUFERIPUFERI

ZADACIZADACI

ZADATAK 1.Koliki je pH vodene otopine klorovodične kiseline u kojoj je izmjerena množinska koncentracija oksonijevih iona2 ·10-3 mol dm-3 pri 25 ̊C?

[[HH++] ] == 2 2 ··1010-3-3 mol dm mol dm-3-3

pH = -log [H+] /mol dm-3

• pH = -log 2 · 10-3 mol dm-3/mol dm-

3

• pH = - (-2,7) = 2,7

ZADATAK 2.

Koliki je pH otopine u kojoj je koncentracija hidroksidnih iona10-2 mol dm-3 pri 25 ̊C?

[[OHOH--] ] == 1010-2-2 mol dm mol dm-3-3

pOH = -log [OH-] /mol dm-3

pH + pOH = 14

• pOH = -log [OH-] /mol dm-3

• pOH = -log [10-2] mol dm-3/mol dm-

3

• pOH = 2• pH + pOH = 14• pH = 14 – pOH = 14 – 2 = 12• pH = 12

ZADATAK 3.Pri 37 ̊C koncentracija oksonijevih iona u krvi jest oko 4 · 10-8 mol dm-

3. Izračunajte koncentraciju hidroksidnih iona u krvi pri toj temperaturi i odredite je li krv kisela, bazična ili neutralna.cc(H(H++) = 4 ) = 4 ·· 10 10-8-8 mol dm mol dm-3-3

KKww (37 C̊) = 2,39 (37 C̊) = 2,39 ·· 10 10-14-14 mol mol22 dm dm-6-6

cc(OH(OH--) = ?) = ?

Kw = c(H+) · c(OH-)

• c(H+) = 4 · 10-8 mol dm-3

• c(OH-) = Kw / c(H+)

• c(OH-) =

• c(OH-) = 5,98 · 10-7 mol dm-3

• Koncentracija hidroksidnih iona veća je od koncentracije oksonijevih iona, što znači da je krv bazična.

2,39 · 10-14 mol2 dm-6

4 · 10-8 mol dm-3

ZADATAK 4.

Koliki je pH otopine ako je koncentracija oksonijevih iona u otopini 10-9 mol dm-3?c(H+) = 10-9 mol dm-3

pH = ?pH = -log [H+] /mol dm-3

• pH = -log [H+] /mol dm-3

• pH = -log (1 · 10-9)

• prema definiciji logaritma vrijedi relacija: x = 10logx

• 10-pH = 10-9

• pH = 9

ZADATAK 5.ZADATAK 5.

Koliki je pOH otopine ako je Koliki je pOH otopine ako je [[HH++] ] = 1 = 1 ·· 1010-5-5 mol dm mol dm-3-3??

[[HH++] ] = 1 = 1 ·· 10 10-5-5 mol dm mol dm-3-3

pOH = ?pOH = ?

pH = -log pH = -log [[HH++] ] /mol dm/mol dm-3-3

pH = 5pH = 5

pH + pOH = 14pH + pOH = 14

pOH = 14 – pHpOH = 14 – pH

pOH = 14 – 5 = 9pOH = 14 – 5 = 9

ZADATAK 6.Koliki je pH vodene otopine natrijeva hidroksida ako je otopina pripremljena otapanjem 2,50 g NaOH u 500 mL otopine pri 25 ̊C?m (NaOH) = 2,50 gV(otopine) = 500 mL = 0,5 dm3

pH = ?

c = n / Vc = m / M·VpOH= -log [OH-] /mol dm-3

pH + pOH = 14

• c (NaOH) = n (NaOH) / V (NaOH)• c (NaOH) = m (NaOH) / M (NaOH) · V• c (NaOH) = 2,50 g / 40 gmol-1· 0,5 dm3

• c (NaOH) = 0,125 mol dm-3

• pOH = -log [OH-] /mol dm-3

• pOH = - log 0,125 mol dm-3/mol dm-3

• pOH = 0,90• pH + pOH = 14• pH = 14 – 0,90 = 13,1• pH = 13,1

ZADATAK 7.

Izračunajte pH otopine u kojoj je Izračunajte pH otopine u kojoj je množinska koncentracija množinska koncentracija hidroksidnih iona 2,5 hidroksidnih iona 2,5 ·· 10 10-5-5 mol dm mol dm-3 -3

pripri 25 C̊.25 C̊.cc(OH(OH--) = 2,5 ) = 2,5 ·· 10 10-5-5 mol dm mol dm-3-3

pH = ?pH = ?

Kw = H+·OH- = 1·10-14 mol2 dm-6

pKw = pH + OH

• pOH = -log 2,5 · 10-5mol dm-3 /mol dm-3

• pOH = -(-4,6) = 4,6

• pH = pKw – pOH = 14 – 4,6 = 9,4

ZADATAK 8.pH-metrom je izmjereno da je pH pH-metrom je izmjereno da je pH neke otopine 6,8. Kolika je neke otopine 6,8. Kolika je koncentracija Hkoncentracija H++ i OH i OH-- iona? Koliki je iona? Koliki je pOH te otopine?pOH te otopine?

pH = -log (H+)/moldm-3

Kw = H+·OH- = 1·10-14 mol2 dm-6

pKw = pH + OH

• pH = -log (H+)/moldm-3

• log (H+)/moldm-3 = -pH• log (H+)/moldm-3 = -6,8• log (H+)/moldm-3 = 0,2 - 7 H+ = 100,2 x 10-7 moldm-3

H+ = 1,585 x 10-7 moldm-3

OH- = Kw/ H+ OH- = 1∙10-14mol2dm-6/ 1,585 ∙ 10-7 moldm-3

OH- = 0,6 ∙ 10-7 moldm-3

• pH + pOH = 14• pOH = 14 – pH = 14 – 6,8 = 7,2


Izračunajte pH otopine priIzračunajte pH otopine pri 25 C̊ koja 25 C̊ koja će nastati otapanjem klorovodika u će nastati otapanjem klorovodika u vodi ako je množinska koncentracija vodi ako je množinska koncentracija dobivene otopine 6,5 dobivene otopine 6,5 ·· 10 10-3-3 mol dm mol dm-3-3..

cc(HCl) = 6,5 (HCl) = 6,5 ·· 10 10-3-3 mol dm mol dm-3-3

pH = ?

HClHCl(aq) (aq) je jaka kiselina; potpuno će je jaka kiselina; potpuno će disocirati.disocirati.

• HCl(aq) → H+(aq) + Cl-(aq)

• pH = -log [H+] /mol dm-3

• pH =

• pH = -(-2,19) = 2,2

-log 6,5 · 10-3mol dm-3

mol dm-3

ZADATAK 10.ZADATAK 10.Razrjeđivanjem koncentrirane HNORazrjeđivanjem koncentrirane HNO33

pripremljena jepripremljena je 0,30 M otopina. 0,30 M otopina. Izračunajte Izračunajte HH33OO++, pH, , pH, OHOH-- i pOH u i pOH u toj otopini kod 25 toj otopini kod 25 ººC.C.

HNOHNO3 3 je jaka kiselina!je jaka kiselina!

HH33OO++ = 0,30 M = 0,30 M

• pH = - log pH = - log HH33OO++

• pH = - log 0,30 = 0,52pH = - log 0,30 = 0,52

OHOH-- = = == = 3,3 = 3,3 ·· 10 10-14-14 M M

• pOH = - log(3,3 pOH = - log(3,3 ·· 10 10-14-14 ) = 13,48 ) = 13,48

Kw

HH33OO++1·10-14

0,30

ZADATAK ZADATAK 11.11.

Kolika je koncentracija vodikovih Kolika je koncentracija vodikovih iona i koliki je pH u otopini octene iona i koliki je pH u otopini octene kiseline koncentracije 0,1 mol dmkiseline koncentracije 0,1 mol dm-3-3? ? Pri sobnoj temperaturi stupanj Pri sobnoj temperaturi stupanj disocijacije kiseline u otopini jest disocijacije kiseline u otopini jest 0,0134.0,0134.

H+ = c · = 0,1 mol dm-3 · 0,0134 H+ = 1,34 · 10-3 mol dm-3

• pH = - log 1,34 · 10-3 mol dm-3

• pH = - log 1,34 + 3 = -0,127 + 3 = 2,87

ZADATAK 12.ZADATAK 12.Izračunajte konstantu ionizacije za Izračunajte konstantu ionizacije za dušikastu kiselinu (HNOdušikastu kiselinu (HNO22), ako je ), ako je koncentracija otopine 0,1 mol dmkoncentracija otopine 0,1 mol dm-3-3, , a kiselina je 6,5 % ionizirana.a kiselina je 6,5 % ionizirana.

c(HNOc(HNO22) = 0,1 mol dm) = 0,1 mol dm-3-3

= 6,5%= 6,5%

KKaa = ? = ?

HNO2(aq) → H+(aq) + NO2-

• VRIJEDNOSTI RAVNOTEŽNIH KONCENTRACIJA:

c(HA)/moldm-3 c(H+)/moldm-3 c(A-)/moldm-3

• početak c(HA) 0 0• promjena -x +x +x• u ravnoteži c(HA) – x x x

• Ka =

• početak 0,1 0 0 • promjena -0,065·0,1 +0,065·0,1 +0,065·0,1• u ravnoteži 0,1 – 6,5·10-3 6,5 ·10-3 6,5 ·10-

3

• Ka =

Ka = c(H+)·c(NO2

-)c(HNO2)

x2

c(HA) - x

6,5·10-3 mol dm-3 · 6,5·10-3 mol dm-3

(0,1 - 6,5·10-3) moldm-3

• c(HNO2) = (0,1-0,0065) moldm-3 = 0,0935 moldm-3~0,1 mol dm-3

• Ka =

• Ka = 4,2 · 10-4 mol dm-3

(6,5 ·10-3 mol dm-3)2

0,1 mol dm-3


Koliki je pH otopine cijanidne kiseline Koliki je pH otopine cijanidne kiseline koncentracije koncentracije cc(HCN) = 1 mol dm(HCN) = 1 mol dm-3-3, ako , ako je njena koncentracijska konstanta je njena koncentracijska konstanta disocijacije disocijacije KKHCNHCN = 7,9 = 7,9 ·· 10 10-10-10 mol dm mol dm-3-3??

HCN HCN H H+ + + CN+ CN--

KKHCNHCN = = HH++CNCN--HCNHCN

HH++CNCN--HCNHCN

7,9 7,9 ·· 10 10-10-10 moldm moldm-3-3

U stanju ravnoteže:

H+ = x mol dm-3

CN- = x mol dm-3

HCN = 1 - x mol dm-3

• Iz jednadžbe disocijacije proizlazi:

• 7,9 7,9 ·· 10 10-10-10 = = x 2

1-x

Iz veličine konstante disocijacije vidimo da je HCN vrlo Iz veličine konstante disocijacije vidimo da je HCN vrlo slabo disocirana kiselina. Koncentracija u stanju slabo disocirana kiselina. Koncentracija u stanju ravnoteže se malo razlikuje od polazne koncentracije.ravnoteže se malo razlikuje od polazne koncentracije.

• Račun stoga možemo pojednostaviti i uzeti da je ravnotežna koncentracija jednaka 1 mol dm-3.

• x 2 = 7,9 · 10-10

• x = 2,8 · 10-5

H+ = CN- = 2,8 · 10-5 mol dm-3

• pH = - log (H+/mol dm-3)• pH = - log ( 2,8 · 10-5) = -(0,45 – 5) =

4,55


Koliki je pH acetatnog pufera u Koliki je pH acetatnog pufera u kojem je koncentracija natrijevog kojem je koncentracija natrijevog acetata 0,036 mol dmacetata 0,036 mol dm-3-3 a a koncentracija octene kiseline 0,164 koncentracija octene kiseline 0,164 mol dmmol dm-3-3??

pK za octenu kiselinu iznosi 4,74.pK za octenu kiselinu iznosi 4,74.

pH = ppH = pKK + log + log solsolkiskis

• pH = 4,74 + log

• pH = 4,74 + log 0,2195 = 4,74 – 0,66

• pH = 4,08

0,036 mol dm-3

0,164 mol dm-3


Koliki je omjer Koliki je omjer HH22COCO33//NaHCONaHCO33 u u karbonatnom puferu čiji je pH 7,4?karbonatnom puferu čiji je pH 7,4?

pK za karbonatnu kiselinu iznosi 6,1.pK za karbonatnu kiselinu iznosi 6,1.

pH = ppH = pKK + log + log solkis

• 7,4 = 6,1 + log

• log = 7,4 – 6,1 = 1,3

HH22COCO33//NaHCONaHCO33 = 1/20

NaHCONaHCO33HH22COCO33

NaHCONaHCO33HH22COCO33

ZADATAK 16.ZADATAK 16.Koji volumen otopine CHKoji volumen otopine CH33COOH COOH koncentracije 0,2 mol dmkoncentracije 0,2 mol dm-3-3 treba dodati u treba dodati u 40 cm40 cm33 otopine CH otopine CH33COONa koncentracije COONa koncentracije 0,2 mol dm0,2 mol dm-3-3 da bi nastala puferska da bi nastala puferska smjesa imala pH 5,33? pK za octenu smjesa imala pH 5,33? pK za octenu kiselinu iznosi 4,74.kiselinu iznosi 4,74.

Kod otopina istih koncentracija omjer koncentracijasoli i kiseline puferske smjese može se zamijenitiomjerom volumena otopina soli i kiseline pa pišemo:

pH = pK + log Vsol

Vkis

• 5,33 = 4,74 + log

• 5,33 = 4,74 + log

• 5,33 – 4,74 = log 40 – log VHAc/cm3

• 0,59 = log 40 - log VHAc/cm3

• log VHAc/cm3 = log 40 – 0,59 = 1,60 – 0,59• log VHAc/cm3 = 1,01• VHAc/cm3 = 10,3

VNaAc/cm3

VHAc/cm3

40VHAc/cm3

ZADATAK 17.ZADATAK 17.Priprema pufera.Priprema pufera.

Potreban nam je karbonatni pufer pH Potreban nam je karbonatni pufer pH 10,00 za kemijske pokuse. Koliko grama 10,00 za kemijske pokuse. Koliko grama NaNa22COCO33 treba dodati u 1,5 L svježe treba dodati u 1,5 L svježe pripremljene 0,20 pripremljene 0,20 MM otopine NaHCO otopine NaHCO33 kako bi se pripremio pufer?kako bi se pripremio pufer?

KKaa = 4,7 x 10 = 4,7 x 10-11-11 mol / L mol / L

• odabran konjugirani parHCO3

- kiselina/ CO32- baza

• odabran volumen i koncentracija HCO3

-

• moramo pronaći omjer komponenata koji daje pH 10,00 i masu Na2CO3 kojeg treba otopiti

• 1. konverzija pH u H+• 2. iskoristimo izraz za Ka kako bi

izračunali potrebnu CO32-

• 3. volumen → množina potrebnih CO32-

• 4. molarna masa → masa

H+ = 10-pH = 10-10,00 = 1,0 x10-10 M• HCO3

-(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + CO32-

(aq)

• Ka =

• [CO32-] =

• [CO32-] =

[H3O+][CO32-]

[HCO3-]

Ka [HCO3-]

[H3O+]

(4,7 x 10-11)(0,20)

1,0 x 10-10

[CO32-] = 0,094 M

• n(CO32-) =(1,5 L x 0,094 mol CO3

2-)/1L

• n(CO32-) =0,14 mol

• m(Na2CO3) = 0,14 mol x 105,99 gmol-1

• m(Na2CO3) = 15 g

ZADATAK 18.ZADATAK 18.Koliki je kapacitet pufera čiji se pH Koliki je kapacitet pufera čiji se pH mijenja od 7,16 na 7,81 dodatkom 16 mijenja od 7,16 na 7,81 dodatkom 16 cmcm33 otopine natrijeva hidroksida otopine natrijeva hidroksida koncentracije c = 0,01 mol dmkoncentracije c = 0,01 mol dm-3-3 u 14 u 14 cmcm33 pufera? pufera?

Cpufera = =Δ nNaOH

Δ pH ∙ V

cNaOH ∙ VNaOH

Δ pH ∙ Vpufera

Cpufera =0,01 moldm-3 ∙16∙10-3 dm3

(7,81 – 7,16) ∙ 14∙ 10-3 dm3

• Cpufera =

• Cpufera = 1,76 ∙ 10-2 mol dm-3

• Cpufera = 0,0176 mol dm-3

16∙10-5 mol0,65∙14∙10-3 dm3


Koliki je pH otopine koja sadrži octenu Koliki je pH otopine koja sadrži octenu kiselinu u koncentraciji kiselinu u koncentraciji cc = 0,5 mol = 0,5 mol dmdm-3-3 i 10 g natrijeva acetata u 250 i 10 g natrijeva acetata u 250 cmcm33??

KKk k (CH(CH33COOH)COOH) = 1,85 = 1,85∙10∙10-5-5 mol dm mol dm-3-3

H+ = Kk ∙

H+ = Kk (CH3COOH) ∙

• c(CH3COONa) = =

• c(CH3COONa) = 10 g / (82 g mol-1∙ 0,25 dm3)

• c(CH3COONa) = 0,488 moldm-3

ckiseline

csoli

c(CH3COOH)c(CH3COONa)

n (CH3COONa)Votop.

m (CH3COONa)M(CH3COONa)Voto

p.

H+ = 1,8 ∙ 10-5 mol dm-3 ∙

H+ = 1,84 ∙ 10-5 mol dm-3

• pH = 4,74

0,5 mol dm-3

0,488 mol dm-3


Izračunajte pH otopine 1 Izračunajte pH otopine 1 ∙ 10∙ 10-8-8 mol mol dmdm-3 -3 HCl u vodi.HCl u vodi.

?!

HCl → H+ + Cl-

• n(H+) = n(HCl)• c(H+) = c(HCl) = 1 ∙ 10-8 moldm-3

• pH = -log H+ = -log (1 ∙ 10-8) = 8• Kako možemo dobiti lužnatu otopinu

otapanjem jake kiseline u neutralnoj vodi?

• POGREŠAN RAČUN I POGREŠAN REZULTAT!

1. Koncentracija kiseline je vrlo niska.1. Koncentracija kiseline je vrlo niska.2. Ne možemo zanemariti disocijaciju 2. Ne možemo zanemariti disocijaciju vode.vode.

• c(H+)iz vode = c(OH-) (H2O H+ + OH-)

• c(H+)iz HCl = c(HCl) (HCl → H+ + Cl-)

• c(H+)ukupna = c(H+)iz vode + c(H+)iz HCl

• c(H+)ukupna = c(OH-) + 1∙10-8 moldm-3

• Kw = H+OH-

• 1 ∙ 10-14 = c(OH-) + 1∙10-8 ∙ c(OH-)• 1 ∙ 10-14 = c(OH-)2 + 1∙10-8 ∙ c(OH-)

• c(OH-)2 + 1∙10-8 ∙ c(OH-) - 1 ∙ 10-14 = 0

• ax2 + bx + c = 0

• X1,2 = -b ± √b2 – 4ac

2a

• c(OH-) = 9,5∙10-8 moldm-3

• pOH = -log (9,5∙10-8 )

• pOH = 7,02

• pH + pOH = 14

• 14 - 7,02 = 6,98

• pH = 6,98

ZADATAK 21.ZADATAK 21.IzračunajteIzračunajtea) pH otopine koja sadrži 0,20 a) pH otopine koja sadrži 0,20 MM CHCH33COOH i 0,30 COOH i 0,30 MM CH CH33COONa.COONa.b) Kakav bi bio pH 0,20 b) Kakav bi bio pH 0,20 MM otopine otopine CHCH33COOH ukoliko u njoj ne bi bilo COOH ukoliko u njoj ne bi bilo soli?soli?

KKaa = = 1,8 x 10 1,8 x 10-5-5 mol dm mol dm-3-3

• NaAc je jaki elektrolit koji u potpunosti disocira u otopini:

• CH3COONa(s) → CH3COO-(aq) + Na+(aq)

0,30 M 0,30 M

CH3COOH = 0,20 M CH3COO- = 0,30 M

• Ka = H+A-HA

a)

• Ka =

H+ =

H+ =

• pH = - log H+ = -log (1,2 x 10-5) = 4,92

H+CH3COO-CH3COOHKa CH3COOH

CH3COO-

(1,8 x 10-5)(0,20)0,30

AlternativnoAlternativno(korištenjem Henderson-Hasselbalchove (korištenjem Henderson-Hasselbalchove jednadžbe):jednadžbe):

• pKa = -log Ka = -log (1,8x10-5) = 4.74

• pH = pKa + log

• pH = 4,74 + log• • pH = 4,74 + 0,18 = 4,92

CH3COO-CH3COOH

0,30 M0,20 M

H+ = 1,9 x 10-3 M• pH = -log (1,9 x 10-3) = 2,72

• pH ukoliko sol NaAc nije prisutna 2,72

• pH uz dodatak soli 4,92

• Prisustvo zajedničkog iona CH3COO- sprječava ionizaciju kiseline HAc.

b)

“domaća zadaća”

= 1,8 · 10-5

x2 = 1,8 · 10-5 · (0,2 – x)x2 = 1,8 · 10-5 · 0,2 - 1,8 · 10-5 · xx2 + 1,8 · 10-5 · x - 3,6 · 10-6 = 0x1,2 = .......

b)

x2

Koncentracija H+ iona dobije serješavanjem kvadratne jednadžbe.

0,2 - x

ZADATAK 22.

Kolika je koncentracija acetatnih Kolika je koncentracija acetatnih iona u otopini tehničke octene iona u otopini tehničke octene kiseline koncentracije 0.05 mol dmkiseline koncentracije 0.05 mol dm-3-3, , ako je u toj otopini izmjeren pH = 3?ako je u toj otopini izmjeren pH = 3?K(CHK(CH33COOH) = 1,75 COOH) = 1,75 ··1010-3-3 mol dm mol dm-3-3

[[CHCH33COOCOO--] ] == ??

pH = -log [H+] /mol dm-3

• [[HH++]] = 10 = 10-pH -pH = 0,001 mol dm= 0,001 mol dm-3-3

• CHCH33COOH COOH CH CH33COOCOO-- + H + H++

COOHCH

HCOOCHK COOHCH

3

33

)(

H

COOHCHKCOOCH COOHCH 3

33 )(

COOHCHKHCOOCH COOHCH 33 3

)(

34

3

3

335

3

10758

0010

05010751

moldmCOOCH

moldm,

moldm,moldm,COOCH

,

ZADATAK 23.

Izračunajte pH otopine u kojoj je Izračunajte pH otopine u kojoj je koncentracija Hkoncentracija H++-iona 0,04 -iona 0,04 mol/dmmol/dm33. Kolika je koncentracija . Kolika je koncentracija OHOH---iona i pOH otopine? -iona i pOH otopine?

[[OHOH--] ] == ??pOH = ?pOH = ?

• pH = -log [H+] = -log [0,04] = -(-1,4) =1,4• pOH = 14 – pH = 14 – 1,4 = 12,6

• [OH-] = Kw/[H+] = 1∙10-14mol2dm-

6/0,04moldm-3

• [OH-] =2,5 ∙ 10-13 mol dm-3

ZADATAK 24.

Izračunajte konstantu disocijacije Izračunajte konstantu disocijacije amonijevog hidroksida koji je u amonijevog hidroksida koji je u otopini koncentracije 0,1 otopini koncentracije 0,1 mol/dmmol/dm33 1,3 % disociran. Kolika 1,3 % disociran. Kolika je koncentracija Hje koncentracija H++ i OH i OH-- iona? iona? K(NHK(NH44OH) = ?OH) = ?[[HH++] ] == ??[[OHOH--] ] == ??

• [NH4OHdisoc] = [NH4OHpoč] ∙ 0,013

• [NH4OHdisoc] = 0,1 mol/dm3 ∙ 0,013 = 0,0013

mol/dm3

1,3%100%

OHNHOHNH

poč4

disoc4 α 0,013

OHNHOHNH

poč4

disoc4

353

33

10691 mol/dmmol/dm

mol/dmmol/dmK

, 0,1

0,0013 0,0013OH)(NH4 OHNH

OHNH

4

4

• [NH4OH disoc.] = [NH4+] = [OH-]= 0,0013

mol/dm3

• [OH-]= 0,0013 mol/dm3

• [H+] = Kw/[OH-] = 1∙10-14 mol2/dm6 / 0,0013 mol/dm3

• [H+] = 7,69∙10-12 mol/dm3

ZADATAK 25.

Izračunajte pH u 1M otopini Izračunajte pH u 1M otopini mravlje kiseline.mravlje kiseline.K(HCOOH) = 1,77∙ 10 -4 mol /dmK(HCOOH) = 1,77∙ 10 -4 mol /dm33 Koliki je pK te kiseline?Koliki je pK te kiseline?

pHpH == ? ? pKpK(HCOOH)(HCOOH) = ? = ?

• c(HCOOH) = 1M = 1 mol/dm3

• HCOOH HCOO- + H+

1-x x x

x1x2

x1xx

)

HCOOHHHCOO

(HCOOH

(HCOOH)

K

K

0KxKx

xKKx

(HCOOH)(HCOOH)2

(HCOOH)(HCOOH)2

x2 + 1,77∙10-4 mol/dm3 x - 1,77 ∙ 10-4 mol/dm3 = 0

x = 0,0132 mol/dm3

[H+] = x = 0,0132 mol/dm3

pH = -log [H+] = 1,879

pK = -log [K] = 3,75

ZADATAK 26.

Koliki pH ima puferska otopina priređena Koliki pH ima puferska otopina priređena miješanjem 1 mola natrijevog hidrogenfosfata i miješanjem 1 mola natrijevog hidrogenfosfata i 0,5 mola natrijevog fosfata ako su konstante 0,5 mola natrijevog fosfata ako su konstante disocijacije fosfatne kiseline: disocijacije fosfatne kiseline: KK11 = 7,52 ∙ 10 = 7,52 ∙ 10-3 -3

mol/dmmol/dm33, , KK22 = 6,31 ∙ 10 = 6,31 ∙ 10-8 -8 mol/dmmol/dm33,,KK33 = 1,26 ∙ 10 = 1,26 ∙ 10-12 -12 mol/dmmol/dm33? ?

c(Nac(Na33POPO44) = 0.5 mol dm) = 0.5 mol dm-3-3

c(Nac(Na22HPOHPO44) = 1.0 mol dm) = 1.0 mol dm-3-3

KK11 = 7,52 ∙ 10 = 7,52 ∙ 10-3 -3 mol/dmmol/dm33

KK22 = 6,31 ∙ 10 = 6,31 ∙ 10-8 -8 mol/dmmol/dm3 3

KK33 = 1,26 ∙ 10 = 1,26 ∙ 10-12 -12 mol/dmmol/dm33

pH = ?pH = ?

334

24

22442

14243

K POHHPO

K HPOHPOH

K POHHPOH

3

4

243

24

34

3 POHPOK

HHPO

POHK

11,6H logpH

mol/dm102,52mol/dm 0,5

mol/dm 1mol/dm101,26H 312

3

3312

U kakvu omjeru treba pomiješati octenu kiselinu i natrijevu sol octene kiseline da bi se priredila puferska otopina čiji je pH 4,6?K(CH3COOH) = 1,75 10-5 mol dm-3

PISMENI ISPIT 1.primjer

• 4,6 = 4,75696 + log

• - 0,15696 = log

• 0,15696 = - log

• 100,15696 =

• 1,4354 =

kiselina

sol

c

c

c(sol)c(kiselina)

c(sol)c(kiselina)

c(kiselina)c(sol)

15696,010

c(sol)c(kiselina)

c(kiselina)

c(sol)

Nađite pH puferske otopine koja Nađite pH puferske otopine koja sadrži 1 mol dm sadrži 1 mol dm-3-3 amonijevog amonijevog hidroksida i 0,4 mol dmhidroksida i 0,4 mol dm-3-3 amonijevog klorida.amonijevog klorida.

KK(NH(NH44OH) = 1,79∙ 10OH) = 1,79∙ 10-5-5 mol dm mol dm-3-3

OH-OH- = c(NH = c(NH44OH) ∙ K(NHOH) ∙ K(NH44OH) / c(NHOH) / c(NH44Cl)Cl)OH-OH- = 1,79∙10 = 1,79∙10-5-5 / 0,4 = 4,475∙10 / 0,4 = 4,475∙10-5-5 mol mol

dmdm-3-3

pOH = 4,35pOH = 4,35pH = 9,65pH = 9,65

PISMENI ISPIT 2.primjer

s10-ph i puferi0708

Documents