Ιοντισµός του νερού - ph - ιαλύµατα ισχυρών οξέων - βάσεων 135. 6 o Ιοντισµός του νερού - ph ιαλύµατα ισχυρών οξέων - βάσεων Α. ΑΠΑΡΑΙΤΗΤΕΣ ΓΝΩΣΕΙΣ ΘΕΩΡΙΑΣ Ιοντισµός του νερού: Πειραµατικά βρέθηκε ότι και στο καθαρό νερό υπάρχουν ανιόντα υδροξειδίου (ΟΗ ) και κατιόντα οξωνίου (Η 3 Ο + ). Τα ιόντα αυτά προκύπτουν λόγω του ιοντισµού του νερού, σύµφωνα µε την χηµική εξίσωση: Η 2 Ο + Η 2 Ο Η 3 Ο + + ΟΗ Στην παραπάνω αντίδραση που ονοµάζεται και αυτοϊοντισµός του νερού, το ένα µόριο του νερού δρά ως οξύ και το άλλο ως βάση. Σταθερά ιοντισµού ή γινόµενο ιόντων του νερού (K w ): H σταθερά ισορροπίας για τον ιοντισµό του νερού είναι: K + 3 c = 2 [H2O] [H O ][OH ] Στο καθαρό νερό και σε αραιά υδατικά διαλύµατα, η συγκέντρωση του νερού θεωρείται σταθερή, για αυτό παραλείπεται από το νόµο της χηµικής ισορροπίας και προκύπτει η σταθερά Κ w που ονοµάζεται σταθερά ιοντισµού ή γινόµενο ιόντων του νερού και δίνεται από τη σχέση: Κ w = [H 3 O + ][OH ] H σταθερά K w έχει µονάδες M 2, οι οποίες όµως παραλείπονται χάριν ευκολίας. Σχέση Κ w - K c : Για τη χηµική ισορροπία Η 2 Ο + Η 2 Ο Η 3 Ο + + ΟΗ, η σταθερά χηµικής ισορροπίας Κ c δίνεται από τη σχέση: K + 3 c = 2 [H2O] [H O ][OH ] Στο καθαρό νερό και στα αραιά υδατικά διαλύµατα, αν κάνουµε τη παραδοχή ότι 1 L νερού έχει µάζα 1000g, δηλαδή ότι η πυκνότητα του νερού είναι ρ = 1 g/ml, η συγκέντρωση του νερού είναι σταθερή και ίση µε 55,5 Μ, γιατί:
136. εύτερο Κεφάλαιο - 6 ο Μάθηµα HO 2 nho MrHO 18g / mol 2 2 [H O] 55,5M 2 m 1000g = = = = V V 1L Συνεπώς, Κc [H 2 O] 2 = σταθερό. Αυτό το σταθερό γινόµενο είναι η σταθερά Κ w, δηλαδή: Κ c [H 2 O] 2 = Κ w = [H 3 O + ][OH ] Η τιµή της Κ w εξαρτάται µόνο από τη θερµοκρασία. Πιο συγκεκριµένα, επειδή η αντίδραση ιοντισµού του νερού είναι ενδόθερµη, αύξηση της θερµοκρασίας µετατοπίζει την ισορροπία προς τα δεξιά, µε αποτέλεσµα η τιµή της Κ w να αυξάνεται και αντίστροφα. Στους 25 o C ισχύει: Κ w = [H 3 O + ][OH ] = 10 14 Στον παραπάνω πίνακα φαίνονται οι τιµές των [Η 3 Ο + ], [ΟΗ ] και Κw για το καθαρό νερό, σε διάφορες θερµοκρασίες. Παρατήρηση: Η σχέση Κ w = [H 3 O + ][OH ] ισχύει σε όλα τα υδατικά διαλύµατα και όχι µόνο στο καθαρό νερό. Σχέση µεταξύ [Η 3 Ο + ] και [ΟΗ ]: α. Σε ουδέτερα διαλύµατα και στο καθαρό νερό, στους 25 ο C: Ισχύει Κ w = 10 14, δηλαδή: [H 3 O + ][OH ] = 10 14 Όµως στο καθαρό νερό [H 3 O + ] = [OH ], συνεπώς: [H 3 O + ] = [OH ] = 10 7 Παρατήρηση: Γενικότερα, σε ουδέτερα διαλύµατα και στο καθαρό νερό, ανεξάρτητα θερµοκρασίας: [H 3 O + ] = [OH ] β. Στα υδατικά διαλύµατα οξέων, στους 25 ο C: Ισχύει Κ w = 10 14, δηλαδή: [H 3 O + ][OH ] = 10 14
Ιοντισµός του νερού - ph - ιαλύµατα ισχυρών οξέων - βάσεων 137. Όµως στα όξινα διαλύµατα η [H 3 O + ] είναι µεγαλύτερη από την [OH ] λόγω των H 3 O + που παράγονται από τον ιοντισµό του οξέος. Συνεπώς, για να µείνει το γινόµενο [H 3 O + ][OH ] σταθερό και ίσο µε 10 14 πρέπει: [H 3 O + ] > 10 7 > [OH ] Παρατήρηση: Γενικότερα, σε όλα τα όξινα διαλύµατα, ανεξάρτητα θερµοκρασίας: [H 3 O + ] > [OH ] γ. Στα υδατικά διαλύµατα βάσεων, στους 25 ο C: Ισχύει Κ w = 10 14, δηλαδή: [H 3 O + ][OH ] = 10 14 Όµως στα βασικά διαλύµατα η [OH ] είναι µεγαλύτερη από την [H 3 O + ] λόγω των OH που παράγονται από τον ιοντισµό της βάσης. Συνεπώς, για να µείνει το γινόµενο [H 3 O + ][OH ] σταθερό και ίσο µε 10 14 πρέπει: [OH ] > 10 7 > [H 3 O + ] Παρατήρηση: Γενικότερα, σε όλα τα βασικά διαλύµατα, ανεξάρτητα θερµοκρασίας: [OH ] > [H 3 O + ] ph διαλύµατος: Για να µελετήσουµε τα διαλύµατα οξέων και βάσεων πρέπει να υπολογίσουµε τις συγκεντρώσεις Η 3 Ο + και ΟΗ - που περιέχουν. Για να γίνουν πιο εύκολοι οι υπολογισµοί αυτοί, επινοήθηκε η έννοια του ph από τον Sörensen το 1909. Το ph (πε - χά) είναι ένας αριθµός που µας δείχνει πόσο όξινο ή βασικό είναι ένα υδατικό διάλυµα. Το ph ορίζεται ως ο αρνητικός δεκαδικός λογάριθµος της αριθµιτικής τιµής της συγκέντρωσης των ιόντων H 3 O + σε ένα υδατικό διάλυµα. ph = log[h 3 O + ] Aντίστοιχα µε την έννοια του ph ορίστηκε το poh (πε - οχά): pοh = log[oh ] Παρατήρηση: Γενικότερα ισχύει: px = -logx π.χ. pk w = -logk w pk a = -logk a pk b = -logk b Αν λογαριθµίσουµε τη σχέση [H 3 O + ][OH ] = Κ w προκύπτει: ph + poh = pk w H σχέση αυτή ισχύει σε κάθε υδατικό διάλυµα. Στους 25 o C, Κ w = 10 14, άρα: ph + poh = 14
138. εύτερο Κεφάλαιο - 6 ο Μάθηµα Σχέση µεταξύ ph και poh: α. Σε ουδέτερα διαλύµατα και στο νερό, στους 25 ο C: Ισχύει ph + poh = 14, όµως: [H 3 O + ] = [OH ] = 10 7, άρα: ph = poh = 7 β. Σε όξινα διαλύµατα, στους 25 ο C: Ισχύει ph + poh = 14, όµως: [H 3 O + ] > 10 7 > [OH ], άρα: ph < 7 < poh γ. Σε βασικά διαλύµατα, στους 25 ο C: Ισχύει ph + poh = 14, όµως: [OH ] > 10 7 > [H 3 O + ], άρα: pοh < 7 < ph Όταν η θερµοκρασία είναι διαφορετική από 25 ο C, τότε ισχύει: Σε ουδέτερα διαλύµατα ph = pk w /2 Σε όξινα διαλύµατα ph < pk w /2 Σε βασικά διαλύµατα ph > pk w /2 Παράδειγµα: Υδατικό διάλυµα έχει [Η 3 Ο + ] = 10 6 Μ. Αν στη θερµοκρασία του διαλύµατος Κ w = 10 13, α. Να υπολογίσετε τα ph, poh του διαλύµατος. β. Να εξετάσετε αν το διάλυµα είναι όξινο ή βασικό. γ. Το διάλυµα βρίσκεται σε θερµοκρασία µεγαλύτερη ή µικρότερη των 25 ο C; Λύση: α. ph = log[η 3 Ο + ] = log10 6 = 6 pk w = logk w = log10 13 = 13 Ισχύει: ph + poh = pk w Άρα: 6 + poh = 13 poh = 13-6 = 7 β. pοh = log[οη ] [ΟΗ ] = 10 poh = 10 7 M Παρατηρούµε ότι [Η 3 Ο + ] > [ΟΗ ], άρα το διάλυµα είναι όξινο. γ. Παρατηρούµε ότι η τιµή της Kw είναι µεγαλύτερη στη συγκεκριµένη θερµοκρασία από τη τιµή της Κw στους 25 ο C (10 13 > 10 14 ). Επειδή η Κ w αυξάνεται µε αύξηση της θερµοκρασίας, συµπεραίνουµε οτι το διάλυµα βρίσκεται σε θερµοκρασία µεγαλύτερη των 25 ο C.
Ιοντισµός του νερού - ph - ιαλύµατα ισχυρών οξέων - βάσεων 139. Β. ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ ΑΣΚΗΣΕΩΝ Κατηγορία Μέθοδος 1 Ασκήσεις όπου εργαζόµαστε µε βάση το ph σε διάλυµα ισχυρού ηλεκτρολύτη: Αρχικά υπολογίζουµε τη συγκέντρωση του ηλεκτρολύτη στο διάλυµα, σύµφωνα µε τη µέθοδο που χρησιµοποιήσαµε στο Μάθηµα 5 ο. Να σηµειώσουµε ότι όταν διαλύεται στερεό ή αέριο στο νερό, η µεταβολή στον όγκο του νερού είναι αµελητέα, µε αποτέλεσµα ο όγκος του διαλύµατος πρακτικά να ταυτίζεται µε τον όγκο του νερού. Γράφουµε την εξίσωση διάστασης ή ιοντισµού, η οποία στους ισχυρούς ηλεκτρολύτες είναι µονόδροµη. Αν ο ηλεκτρολύτης είναι οξύ, µε στοιχειοµετρικούς υπολογισµούς υπολογίζουµε την [Η 3 Ο + ] και εφαρµόζοντας τον τύπο: ph = log[h 3 O + ], βρίσκουµε το ph του διαλύµατος. Αν ο ηλεκτρολύτης είναι βάση, µε στοιχειοµετρικούς υπολογισµούς υπολογίζουµε την [ΟΗ ] και εφαρµόζοντας τον τύπο: pοh = log[οη ], βρίσκουµε το pοh του διαλύµατος. Στη συνέχεια, από τη σχέση: ph + poh = pk w, βρίσκουµε το ph. Όταν έχουµε διάλυµα πολλών οξέων ή βάσεων, υπολογίζουµε την ολική συγκέντρωση [Η 3 Ο + ] ή [ΟΗ ], αθροίζοντας όλες τις επιµέρους συγκεντρώσεις και µε βάση την ολική συγκέντρωση υπολογίζουµε το ph. Όταν δίνεται το ph σε διάλυµα οξέος, ή το poh σε διάλυµα βάσης, τότε οι συγκεντρώσεις των Η 3 Ο + και ΟΗ υπολογίζονται από τις σχέσεις: [Η 3 Ο + ] = 10 ph και [ΟΗ ] = 10 poh Όταν η συγκέντρωση των Η 3 Ο + από το οξύ ή των ΟΗ από τη βάση είναι µικρότερη από 10 6 Μ, τότε κατά τη µελέτη του υδατικού διαλύµατος γράφουµε και την αντίδραση ιοντισµού του νερού, γιατί επηρεάζει την τιµή του ph. Παράδειγµα 1: Υδατικό διάλυµα ΗΒr θερµοκρασίας 25 ο C έχει περιεκτικότητα 0,081% w/v. α. Nα υπολογίσετε το ph και το poh του διαλύµατος. β. Από που προέρχονται τα ιόντα ΟΗ του διαλύµατος; ίνονται οι σχετικές ατοµικές µάζες: Η = 1, Br = 80 και η Κ w = 10 14. Λύση: α. Αρχικά θα υπολογίσουµε τη συγκέντρωση του διαλύµατος: Η περιεκτικότητα είναι 0,081% w/v, άρα σε 100 ml (0,1 L) διαλύµατος περιέχονται 0,081 g HBr. Mr HBr = Ar H + Ar Br = 1 + 80 = 81 mhbr 0, 081g 3 Tα mol του ΗΒr σε 0,1 L διαλύµατος είναι: nhbr = 10 mol Mr = 81g / mol = HBr
140. εύτερο Κεφάλαιο - 6 ο Μάθηµα nhbr 10 mol 2 Η συγκέντρωση του διαλύµατος είναι: c = = =10 M V 0,1L Το ΗΒr ιοντίζεται πλήρως, όπως φαίνεται στον παρακάτω πίνακα: 3 ph = -log[h 3 O + ] = -log 10 2 = 2 β. Τα ανιόντα ΟΗ που υπάρχουν στο διάλυµα προκύπτουν από τον ιοντισµό του νερού: Η 2 Ο + Η 2 Ο Η 3 Ο + + ΟΗ Παρατήρηση: Τα ιόντα Η 3 Ο + που προκύπτουν από τον ιοντισµό του νερού είναι αµελητέα σε σύγκριση µε αυτά που προκύπτουν από τον ιοντισµό του ΗBr, για αυτό και δεν τα λαµβάνουµε υπ όψιν στον υπολογισµό του ph. Κατηγορία Μέθοδος 2 Ασκήσεις όπου έχουµε αραίωση ή συµπύκνωση διαλύµατος: Και στις 2 περιπτώσεις τα mol του ηλεκτρολύτη που υπάρχουν στο διάλυµα δεν µεταβάλλονται. Αραίωση είναι η προσθήκη νερού σε ένα διάλυµα, σύµφωνα µε το γενικό σχήµα: Όµως n 1 = n 2, άρα: c 1 V 1 = c 2 V 2 Συµπύκνωση είναι η αποµάκρυνση νερού µε εξάτµιση σε ένα διάλυµα. Και στην περίπτωση αυτή ισχύει: c 1 V 1 = c 2 V 2 µε: V 2 = V 1 - VH 2 O Kατά την αραίωση όξινου διαλύµατος, η τιµή του ph αυξάνεται, δηλαδή το διάλυµα γίνεται λιγότερο όξινο, ενώ κατά τη συµπύκνωση η τιµή του ph ελαττώνεται, δηλαδή το διάλυµα γίνεται περισσότερο όξινο. Kατά την αραίωση βασικού διαλύµατος, η τιµή του ph ελαττώνεται, δηλαδή το διάλυµα γίνεται λιγότερο βασικό, ενώ κατά τη συµπύκνωση η τιµή του ph αυξάνεται, δηλαδή το διάλυµα γίνεται περισσότερο βασικό. Όταν σε διάλυµα ισχυρού οξέος ή ισχυρής βάσης έχουµε άπειρη αραίωση, το ph του διαλύµατος γίνεται 7, σε θερµοκρασία 25 ο C, δηλαδή το διάλυµα γίνεται ουδέτερο.
Ιοντισµός του νερού - ph - ιαλύµατα ισχυρών οξέων - βάσεων 141. Παράδειγµα 2: Πόσα ml Η 2 Ο πρέπει να προσθέσουµε σε V 1 = 500 ml υδατικoύ διαλύµατος ΗΙ c 1 = 0,1 Μ, ώστε η τιµή του ph του διαλύµατος να µεταβληθεί κατά 2 µονάδες; Λύση: Αρχικά θα υπολογίσουµε το ph του διαλύµατος ΗΙ, πρίν την αραίωση. Το ΗΙ ιοντίζεται πλήρως, όπως φαίνεται στον παρακάτω πίνακα: Το ph του διαλύµατος είναι: ph 1 = -log[h 3 O + ] 1 = -log0,1 = 1 Με την αραίωση το διάλυµα γίνεται λιγότερο όξινο, συνεπώς το νέο διάλυµα έχει µεγαλύτερη τιµή ph κατά δύο µονάδες. Άρα: ph 2 = ph 1 + 2 = 1 + 2 = 3 Αν c 2 η συγκέντρωση του ΗΙ στο νέο διάλυµα, ο ιοντισµός του φαίνεται από τον παρακάτω πίνακα: Το ph του διαλύµατος είναι: ph 2 = -log[h 3 O + ] 2 ph 2 = -logc 2 c 2 = 10 ph 2 = 10 2 M cv 1 1 0,1M 0, 5L Για την αραίωση ισχύει: cv 1 1 = c2v2 V2 = = = 50L 3 c 10 M Όµως, V 2 = V 1 + VH 2 O VH 2 O = V 2 -V 1 = 50 L - 0,5 L = 49,5 L = 49500 ml 2 Κατηγορία Μέθοδος 3 Ασκήσεις όπου έχουµε ανάµειξη δύο διαλυµάτων του ίδιου ηλεκτρολύτη: Κατά την ανάµειξη δύο διαλυµάτων του ίδιου ηλεκτρολύτη, σύµφωνα µε το γενικό σχήµα: Όµως n Τ = n 1 + n 2, άρα: c T V T = c 1 V 1 + c 2 V 2 Χρησιµοποιώντας την παραπάνω σχέση βρίσκουµε τη συγκέντρωση του τελικού διαλύ- µατος και µετά υπολογίζουµε το ph ή ότι άλλο ζητείται.
142. εύτερο Κεφάλαιο - 6 ο Μάθηµα Παράδειγµα 3: Με ποια αναλογία όγκων πρέπει να αναµείξουµε διάλυµα ΗΙ µε ph = 2, µε διάλυµα ΗΙ µε ph = 4 για να πάρουµε τελικά διάλυµα µε ph = 3; Λύση: Αρχικά θα υπολογίσουµε τη συγκέντρωση σε κάθε διάλυµα. Το ΗΙ ιοντίζεται πλήρως, όπως φαίνεται στον παρακάτω πίνακα: Το ph του διαλύµατος είναι: ph = -log[h 3 O + ] ph = -logc c = 10 ph Με βάση την παραπάνω σχέση οι συγκεντρώσεις των 3 διαλυµάτων είναι: 1 ο διάλυµα: c 1 = 10 ph = 10 2 M 2 ο διάλυµα: c 2 = 10 ph = 10 4 M Tελικό διάλυµα: c Τ = 10 ph = 10 3 M Αν V 1, V 2 οι όγκοι των διαλυµάτων που αναµιγνύονται, ο όγκος του τελικού διαλύµατος είναι: V T = V 1 + V 2 Για την ανάµειξη των διαλυµάτων ισχύει: c 1 V 1 + c 2 V 2 = c T V T, άρα: 2 4 3 1 2 1 2 1 2 1 2 10 V + 10 V = 10 (V + V ) 10V + 0,1V = V + V V 0,9 1 1 = 2 = 1 V2 9 2 9V 0,9V V 1 = V 10 Συνεπώς, τα δύο διαλύµατα ΗΙ πρέπει να τα αναµείξουµε µε αναλογία όγκων 1/10. Κατηγορία Μέθοδος 4 Ασκήσεις όπου έχουµε προσθήκη ποσότητας ηλεκτρολύτη σε διάλυµα του ίδιου ηλεκτρολύτη: Αρχικά υπολογίζουµε τα mol του ηλεκτρολύτη (n αρχ ) που υπήρχαν στο διάλυµα και τα mol του ηλεκτρολύτη που προσθέσαµε (n προ ). Τα συνολικά mol του ηλεκτρολύτη µετά την προσθήκη είναι: n ολ = n αρχ + n προ. Η νέα συγκέντρωση του διαλύµατος υπολογίζεται από τη σχέση: c = n ολ /V Mε βάση τη νέα συγκέντρωση που υπολογίσαµε, υπολογίζουµε το ph ή ότι άλλο ζητείται. Να σηµειώσουµε ότι όταν διαλύεται στερεό ή αέριο στο διάλυµα, η µεταβολή στον όγκο του διαλύµατος είναι αµελητέα, µε αποτέλεσµα ο όγκος του διαλύµατος πρακτικά να ταυτίζεται µε τον αρχικό όγκο.
Ιοντισµός του νερού - ph - ιαλύµατα ισχυρών οξέων - βάσεων 143. Παράδειγµα 4: Σε 4 L διαλύµατος NaOH 0,01 Μ σε σταθερή θερµοκρασία θ = 25 ο C, προσθέτουµε 0,36 mol στερεό NaOH, χωρίς να παρατηρηθεί µεταβολή όγκου. Nα υπολογίσετε την µεταβολή ph που θα παρουσιαστεί στο διάλυµα. ίνεται η Κ w = 10 14. Λύση: Το ΝaOH ιοντίζεται πλήρως, όπως φαίνεται στον παρακάτω πίνακα: Θα υπολογίσουµε το ph του αρχικού διαλύµατος: Στο αρχικό διάλυµα c = 0,01 M, άρα [ΟΗ ] = 0,01 Μ poh = -log[oh ] = -log10 2 = 2 Όµως ph + poh = pk w ή ph + poh = 14 ph + 2 = 14 ph = 12 Υπολογίζουµε τα mol του NaOH στο αρχικό διάλυµα: nαρχ c= nαρχ = cv = 0,01M 4L= 0,04mol V Τα mol του ΝaOH στο διάλυµα µετά την προσθήκη του στερεού NaOH είναι: n oλ = n αρχ + n προ = 0,04mol + 0,36mol = 0,4 mol H συγκέντρωση του διαλύµατος µετά την προσθήκη είναι: nολ 0, 4mol c = = = 0,1M V 4L Στο τελικό διάλυµα c = 0,1 M, άρα [ΟΗ ] = 0,1 Μ poh = -log[oh ] = -log10 1 = 1 Όµως ph + poh = pk w ή ph + poh = 14 ph + 1 = 14 ph = 13 Η µεταβολή του ph είναι: ph = ph ph = 13-12 = 1 Παρατήρηση: Γενικά, προσθήκη οξέος χωρίς µεταβολή του όγκου σε όξινο διάλυµα ελαττώνει το ph, ενώ προσθήκη βάσης χωρίς µεταβολή του όγκου σε βασικό διάλυµα το αυξάνει.
144. εύτερο Κεφάλαιο - 6 ο Μάθηµα Κατηγορία Μέθοδος 5 Ασκήσεις όπου έχουµε ανάµειξη διαλύµατος ισχυρού οξέος µε διάλυµα ισχυρής βάσης: Στην περίπτωση αυτή έχουµε εξουδετέρωση, σύµφωνα µε τη γενική εξίσωση: Οξύ + Βάση Αλάτι + νερό Αρχικά υπολογίζουµε τα mol του κάθε ηλεκτρολύτη πριν την αντίδραση. Γράφουµε τη χηµική εξίσωση της αντίδρασης. Ελέγχουµε ποιο αντιδρών βρίσκεται σε περίσσεια. Mε βάση το αντιδρών που βρίσκεται σε έλλειµα, συµπληρώνουµε τον πίνακα που περιγράφει την αντίδραση και υπολογίζουµε τις συγκεντρώσεις των σωµάτων που υπάρχουν µετά το τέλος της αντίδρασης, διαιρώντας τα mol µε τον όγκο του τελικού διαλύµατος. Το αλάτι που παράγεται από την αντίδραση δεν επηρεάζει την τιµή του ph, το οποίο και καθορίζεται από τη συγκέντρωση του οξέος ή της βάσης που περισσεύει. Όταν αναφέρεται ότι έχουµε πλήρη εξουδετέρωση, τότε το οξύ και η βάση αντιδρούν πλήρως, δηλαδή n τελ(οξέος) = n τελ(βάσης) = 0 και ισχύει ph τελ = 7. Παράδειγµα 5: Σε 1 L διαλύµατος ( 1 ) ΗCl συγκέντρωσης c 1 = 0,01 M, προσθέτουµε 500 ml διαλύµατος ( 2 ) ΚΟΗ συγκέντρωσης c 2 = 0,01 M και προκύπτει διάλυµα ( 3 ). α. Να υπολογίσετε το ph των διαλυµάτων 1 και 2. β. Να υπολογίσετε τις συγκεντρώσεις όλων των ιόντων στο διάλυµα 3. ίνεται η Κ w = 10 14. Λύση: α. Στο διάλυµα 1 το ΗCl είναι ισχυρό οξύ και ιοντίζεται πλήρως, όπως φαίνεται στον παρακάτω πίνακα: ph = log[h 3 O + ] = log10 2 = 2 Στο διάλυµα 2 το KOH διίσταται, όπως φαίνεται στον παρακάτω πίνακα: poh = log[oh ] = log10 2 = 2
Ιοντισµός του νερού - ph - ιαλύµατα ισχυρών οξέων - βάσεων 145. Όµως: ph + poh = pk w ή ph + poh = 14 ph + 2 = 14 ph = 12 β. Κατά την ανάµειξη των διαλυµάτων το HCl και το ΚΟΗ αντιδρούν σύµφωνα µε τη χηµική εξίσωση: HCl + KOH KCl + H 2 O Χρησιµοποιώντας τη σχέση: n = cv υπολογίζουµε τα mol των HCl και ΚΟΗ, πριν την αντίδραση: n HCl = c 1 V 1 = 0,01M 1L = 0,01 mol και n ΚΟΗ = c 2 V 2 = 0,01M 0,5L = 0,005 mol Από τη στοιχειοµετρία της αντίδρασης έχουµε ότι το HCl βρίσκεται σε περίσσεια και το ΚΟΗ αντιδρά πλήρως. Οπότε έχουµε: Άρα, το τελικό διάλυµα περιέχει 0,005 mol HCl και 0,005 mol KCl. Ο όγκος του τελικού διαλύµατος είναι: V T = V 1 + V 2 = 1L + 0,5L = 1,5 L Οι συγκεντρώσεις του ΗCl και του ΚCl είναι: c T(HCl) nt(hcl) 0,005mol 1 = = = M και V 1,5L 300 T c T(KOH) nt(koh) 0,005mol 1 = = = M V 1,5L 300 T Το ΗCl είναι ισχυρό οξύ και ιοντίζεται πλήρως, όπως φαίνεται στον παρακάτω πίνακα: Το KCl διίσταται, όπως φαίνεται στον παρακάτω πίνακα: Άρα, οι συγκεντρώσεις των ιόντων που προκύπτουν από τον ιοντισµό και τη διάσταση είναι: [Cl ] = 1/300 M + 1/300 M = 1/150 M, [Κ + ] = 1/300 Μ και [Η 3 Ο + ] = 1/300 Μ Επίσης, στο διάλυµα υπάρχουν και ιόντα ΟΗ, που προκύπτουν από τον ιοντισµό του νερού: Η 2 Ο + Η 2 Ο Η 3 Ο + + ΟΗ + K Ισχύει: w 10-12 K w = [H3O ][OH ] [OH ] = = = 3 10 M + [H O ] 1/ 300 3 14
146. εύτερο Κεφάλαιο - 6 ο Μάθηµα Γ. ΛΥΜΕΝΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ 1. Nα υπολογίσετε το ph υδατικού διαλύµατος HCl συγκέντρωσης 10 7 Μ. ίνονται οι: Κ w = 10 14 και log1,62 = 0,2 Λύση: To HCl είναι ισχυρό οξύ και ιοντίζεται πλήρως, όπως φαίνεται στον παρακάτω πίνακα: Παρατηρούµε ότι [Η 3 Ο + ] που προκύπτουν από τον ιοντισµό του HCl είναι µικρότερη από 10 6 Μ, για αυτό για τον υπολογισµό του ph λαµβάνουµε υπ όψιν και τον ιοντισµό του νερού: Για να υπολογίσουµε την τιµή του x χρησιµοποιούµε τη σταθερά Κ w : Κ w = [Η 3 Ο + ][OH ] Οι συγκεντρώσεις των Η 3 Ο + και ΟΗ στο διάλυµα είναι: [Η 3 Ο + ] = (10 7 + x) M και [ΟΗ ] = x Μ, άρα: 10 14 = (10 7 + x) x x 2 + 10 7 x 10 14 = 0 Η αποδεκτή λύση της εξίσωσης είναι x = 0,62 10 7 Συνεπώς: [Η 3 Ο + ] = (10 7 + x) M = (10 7 + 0,62 10 7 ) Μ = 1,62 10 7 Μ ph = log[η 3 Ο + ] = log(1,62 10 7 ) = 6,8 Παρατήρηση: Αν δε λαµβάναµε υπ όψιν τον ιοντισµό του νερού, δηλαδή θεωρούσαµε ότι: 10 7 + x 10 7, η τιµή του ph που θα βρίσκαµε θα ήταν 7, η οποία αφενός απέχει αρκετά από την πραγµατική τιµή, αφετέρου διάλυµα οξέος, θερµοκρασίας 25 ο C, δεν µπορεί να έχει τιµή ph = 7. 2. Σε 400 ml διαλύµατος ( 1 ) HCl συγκέντρωσης c 1 = 0,25 M, προσθέτουµε 0,6 L διαλύµατος ( 2 ) ΗBr συγκέντρωσης c 2 = 1,5 M και σχηµατίζεται διάλυµα 3. Για το διάλυµα 3 να υπολογίσετε: α. Το ph β. Τις συγκεντρώσεις όλων των ιόντων. ίνεται η Κ w = 10 14. Λύση: α. Αρχικά θα υπολογίσουµε τα mol του HCl και του HBr:
Ιοντισµός του νερού - ph - ιαλύµατα ισχυρών οξέων - βάσεων 147. n HCl = c 1 V 1 = 0,25 M 0,4 L = 0,1 mol n HBr = c 2 V 2 = 1,5 M 0,6 L = 0,9 mol Το διάλυµα 3 έχει όγκο: V 3 = V 1 + V 2 = 0,4 L + 0,6 L = 1 L Οι συγκεντρώσεις του ΗCl και του HBr στο 3 είναι: nhcl 0,1mol nhbr 0, 9mol [HCl] = = = 0,1M και [HBr] = = = 0,9M V 1L V 1L 3 Το HCl και το ΗBr είναι ισχυρά οξέα και ιοντίζονται πλήρως, όπως φαίνεται στους παρακάτω πίνακες: 3 Η συνολική συγκέντρωση των οξωνίων στο 3 είναι: [Η 3 Ο + ] = 0,1Μ + 0,9Μ = 1 Μ ph = log[η 3 Ο + ] = log1 = 0 β. Οι συγκεντρώσεις των ιόντων στο 3 είναι: [Η 3 Ο + ] = 1 Μ, [Cl ] = 0,1 M και [Br ] = 0,9 M Επίσης, στο διάλυµα υπάρχουν και ιόντα ΟΗ, που προκύπτουν από τον ιοντισµό του νερού: Η 2 Ο + Η 2 Ο Η 3 Ο + + ΟΗ + K Ισχύει: w 10-14 K w = [H3O ][OH ] [OH ] = = = 10 M + [H O ] 1 3. 10 g Ca διαλύονται σε 500 ml H 2 O και το διάλυµα που προκύπτει έχει όγκο 500 ml. Ποιο είναι το ph του διαλύµατος; ίνονται: η σχετική ατοµική µάζα Ca = 40 και η Κ w = 10 14. Λύση: Αρχικά υπολογίζουµε τα mol του Ca: n Ca = mca 10g 0,25mol Ar = 40g / mol = Ca To Ca αντιδρά µε το Η 2 Ο και παράγεται Ca(OH) 2, γιατί είναι δραστικό µέταλλο, όπως φαίνεται στον παρακάτω πίνακα: 3 14
148. εύτερο Κεφάλαιο - 6 ο Μάθηµα nca(oh) Η συγκέντρωση του Ca(OH) 2 στο διάλυµα είναι: 2 0, 25mol c = = = 0,5M V 0,5L Το Ca(OH) 2 διίσταται, όπως φαίνεται στον παρακάτω πίνακα: poh = log[oh ] = log1 = 0 Όµως: ph + poh = pk w ή ph + poh = 14 ph + 0 = 14 ph = 14 4. Αναµιγνύουµε 0,4 L διαλύµατος 1 ΗΝΟ 3 συγκέντρωσης c 1 = 0,2 M, µε 0,2 L διαλύµατος 2 ΗΝΟ 3 συγκέντρωσης c 2 = 0,5 M και σχηµατίζεται διάλυµα 3. Από το διάλυµα 3 παίρνουµε 30 ml τα οποία και αραιώνουµε, µέχρι να σχηµατιστεί διάλυµα 4 όγκου 900 ml. Να υπολογίσετε το ph του 4. Λύση: Για την ανάµειξη των 1 και 2 ισχύει: c 1 V 1 + c 2 V 2 = c 3 V 3. Όµως V 3 = V 1 + V 2. Άρα: cv 1 1+ c2v2 0, 2M 0, 4L + 0,5M 0, 2L cv 1 1+ c2v2 = c 3(V1+ V) 2 c 3 = = = 0,3M V + V 0, 4L + 0, 2L Για την αραίωση των 30 ml του 3 ισχύει: 1 2 cv 3 3 0,3M 0,03L 2 c3v3 = c4v4 c 4 = = = 10 M V4 0,9L To ΗΝΟ 3 είναι ισχυρό οξύ και ιοντίζεται πλήρως, όπως φαίνεται στον παρακάτω πίνακα: ph = log[h 3 O + ] = log10 2 = 2
Ιοντισµός του νερού - ph - ιαλύµατα ισχυρών οξέων - βάσεων 149.. ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ Ερωτήσεις Σύντοµης απάντησης: 1. Από ποιες σχέσεις δίνεται η σταθερά ιοντισµού του νερού Κ w ; 2. Από τι εξαρτάται η τιµή της Κ w ; 3. Ποια η σχέση µεταξύ [Η 3 Ο + ] και [ΟΗ ]; α. Σε ουδέτερα διαλύµατα. β. Σε όξινα διαλύµατα. γ. Σε βασικά διαλύµατα. 4. Πως ορίζεται το ph και το poh ενός διαλύµατος; 5. Ποια σχέση συνδέει το ph και το poh ενός υδατικού διαλύµατος, θερµοκρασίας 25 o C; 6. Υδατικό διάλυµα έχει Κ w = 0,5 10 14. Η θερµοκρασία του διαλύµατος είναι µικρότερη ή µεγαλύτερη από τους 25 o C; Συµπλήρωσης κενών: 1. Η σταθερά ιοντισµού του νερού συµβολίζεται... και ορίζεται ώς το γινό- µενο των συγκεντρώσεων... και... Η τιµή της, σε όλα τα υδατικά διαλύµατα θερµοκρασίας 25 ο C είναι... 2. Αν σε ένα υδατικό διάλυµα θερµοκρασίας 25 ο C είναι [Η 3 Ο + ] = 10 2 Μ, τότε [ΟΗ ] =..., ph =..., poh =... και το διάλυµα αυτό χαρακτηρίζεται ως... 3. Σε κάθε όξινο διάλυµα, ανεξάρτητα της θερµοκρασίας, [Η 3 Ο + ]... [ΟΗ ], ενώ σε κάθε βασικό διάλυµα [Η 3 Ο + ]... [ΟΗ ]. 4. Υδατικό διάλυµα HCl συγκέντρωσης 1 Μ έχει ph =... και poh =... Αν αραιώσουµε το διάλυµα µε προσθήκη νερού, η τιµή του ph... ενώ του poh... 5. Στον υπολογισµό του ph διαλύµατος ισχυρού οξέος, λαµβάνουµε υπ όψιν και τον ιοντισµό του νερού, στην περίπτωση όπου έχουµε [Η 3 Ο + ] από το οξύ, µικρότερη από... 6. Η τιµή της K w εξαρτάται µόνο από τη... Πιο συγκεκριµένα, επειδή η αντίδραση ιοντισµού του νερού είναι..., αύξηση της... µετατοπίζει την ισορροπία του ιοντισµού του νερού προς τα..., µε αποτέλεσµα η τιµή της K w να... 7. Οι τιµές των ph και poh για κάθε υδατικό διάλυµα συνδέονται µε τη σχέση... Ειδικότερα, όταν η θερµοκρασία είναι 25 ο C, η σχέση που συνδέει τις τιµές του ph και του poh γίνεται... 8. Προσθήκη οξέος χωρίς µεταβολή του όγκου σε όξινο διάλυµα... το ph, ενώ προσθήκη βάσης χωρίς µεταβολή του όγκου σε βασικό διάλυµα... το ph.
150. εύτερο Κεφάλαιο - 6 ο Μάθηµα Σωστό - Λάθος: Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές (Σ) και ποιες λάθος (Λ); 1. Το γινόµενο [Η 3 Ο + ][ΟΗ ] έχει πάντα τιµή 10 14. ( ) 2. Η σχέση που συνδέει τη σταθερά ισορροπίας Κ c του ιοντισµού του νερού, µε τη σταθερά Κ w είναι Κ w = K c 55,5 2. ( ) 3. Σε αραιά υδατικά διαλύµατα, η τιµή της Kw εξαρτάται από τη θερµοκρασία και το είδος της διαλυµένης ουσίας. ( ) 4. Σε όλα τα ουδέτερα διαλύµατα, ph = 7. ( ) 5. Ουδέτερο χαρακτηρίζεται κάθε διάλυµα στο οποίο [Η 3 Ο + ] = [ΟΗ ]. ( ) 6. Η σχέση που συνδέει το ph και το poh ενός υδατικού διαλύµατος είναι: ph poh = pk w. ( ) 7. Σε όλα τα όξινα διαλύµατα θερµοκρασίας 25 ο C, [Η 3 Ο + ] < 10 7 και ph < 7. ( ) 8. Σε υδατικό διάλυµα ισχυρού οξέος ΗΑ 0,1 Μ, ισχύει: α. ph = 0,1. ( ) β. [H 3 O + ] = 0,1 Μ. ( ) γ. [H 3 O + ] = [Α ] = 0,05 Μ. ( ) δ. [H 3 O + ] > [ΟΗ ]. ( ) ε. ph < 7, σε θερµοκρασία 25 ο C. ( ) 9. Σε υδατικό διάλυµα ισχυρής βάσης Μ(ΟΗ) 2 0,5 Μ, ισχύει: α. ph = 14. ( ) β. pοh = log0,5 ( ) γ. [OH ] = 2[M 2+ ]. ( ) δ. [H 3 O + ] > [ΟΗ ]. ( ) 10. Yδατικό διάλυµα ΗCl συγκέντρωσης 10 8 Μ, έχει ph = 8. ( ) 11. Σε υδατικό διάλυµα ισχυρού οξέος προσθέτουµε νερό, χωρίς να µεταβληθεί η θερµοκρασία µε αποτέλεσµα: α. Το ph του διαλύµατος να αυξάνεται. ( ) β. Το ph του διαλύµατος να µειώνεται. ( ) γ. Ο βαθµός ιοντισµού του οξέος να µειώνεται. ( ) δ. Ο βαθµός ιοντισµού του οξέος να αυξάνεται. ( ) ε. Η τιµή της K w να µειώνεται. ( )
Ιοντισµός του νερού - ph - ιαλύµατα ισχυρών οξέων - βάσεων 151. Πολλαπλής επιλογής: 1. Η σταθερά ιοντισµού του νερού δίνεται από τη σχέση: α. Κ w = [H 3 O + ][OH ] β. Κ w = [H 3 O + ] + [OH ] γ. Κ w = [H 3 O + ] [OH ] δ. Κ w = [H 3 O + ] / [OH ] 2. Ένα υδατικό διάλυµα είναι βασικό στους 25 ο C όταν: α. [ΟΗ ] > [Η 3 Ο + ] β. [ΟΗ ] < [Η 3 Ο + ] γ. ph < 7 δ. poh > 7 3. Ένα διάλυµα είναι όξινο όταν: α. [ΟΗ ] > [Η 3 Ο + ] β. [ΟΗ ] < [Η 3 Ο + ] γ. ph < 7 δ. poh > 7 (Eξετάσεις 2000) 4. Υδατικό διάλυµα θερµοκρασίας θ µε K w = 10 13 και ph = 6,5 είναι: α. ουδέτερο β. όξινο γ. βασικό δ. δεν επαρκούν τα δεδοµένα 5. Ένα διάλυµα είναι οπωσδήποτε ουδέτερο όταν: α. ph = 7 β. [OH ] = 10 7 γ. [ΟΗ ] = [Η 3 Ο + ] δ. K w = 10 14 6. Η σχέση που συνδέει ph, poh και pk w ενός διαλύµατος είναι η: α. ph + poh = pk w β. ph poh = pk w γ. ph poh = pk w δ. pk w + poh = ph 7. Η συγκέντρωση του HCl σε διάλυµα µε ph = 2, είναι: α. 0,2 Μ β. 0,01 Μ γ. 2 Μ δ. 0,1 Μ 8. ιάλυµα Ca(OH) 2 µε συγκέντρωση 0,05 Μ, έχει ph ίσο µε: α. 1 β. 8 γ. 13 δ. 0 9. Σε διάλυµα ισχυρού οξέος µε ph = 4, προσθέτουµε νερό. Το αραιωµένο διάλυµα που προκύπτει έχει ph ίσο µε: α. 6 β. 3 γ. 8 δ. 4 10. Σε υδατικό διάλυµα θερµοκρασίας 25 ο C και ph = 6, η [ΟΗ ] είναι: α. 10 6 Μ β. 8 Μ γ. 10 8 Μ δ. 1 Μ 11. Κατά τη διάλυση ισχυρού οξέος σε καθαρό νερό, η τιµή της K w : α. αυξάνεται β. ελαττώνεται γ. διπλασιάζεται δ. µένει σταθερή 12. Αν αναµείξουµε 100 ml διαλύµατος HCl 0,1 Μ µε 100 ml διαλύµατος Ca(OH) 2 0,1 M, το διάλυµα που προκύπτει είναι: α. ουδέτερο β. όξινο γ. βασικό δ. δεν επαρκούν τα δεδοµένα
152. εύτερο Κεφάλαιο - 6 ο Μάθηµα Αντιστοίχισης: 1. Αντιστοιχίστε τις σχέσεις της στήλης Α µε τα σύµβολα της στήλης Β: Στήλη Α Στήλη Β 1. [Η 3 Ο + ][ΟΗ ] 2. log[h 3 O + ] 3. ph + poh 4. logk w α. pk w β. K w γ. ph 2. Αντιστοιχίστε τα υδατικά διαλύµατα της στήλης Α µε τις σχέσεις της στήλης Β: Στήλη Α 1. όξινο 2. ουδέτερο 3. βασικό Στήλη Β α. [Η 3 Ο + ] > [ΟΗ ] β. ph < poh γ. ph > poh δ. [Η 3 Ο + ] < [ΟΗ ] ε. ph = poh ζ. [Η 3 Ο + ] = [ΟΗ ] 3. Αντιστοιχίστε τα διαλύµατα, θερµοκρασίας 25 ο C της στήλης Α µε τις τιµές ph στη στήλη Β: Στήλη Α 1. NaOH 1 M 2. HI 0,1 M 3. KCl 2 M 4. Ca(OH) 2 5 10 4 M 5. HNO 3 10 4 M Στήλη Β α. 7 β. 4 γ. 14 δ. 11 ε. 1 4. Σε διάλυµα ισχυρού οξέος ΗΑ επιφέρουµε τις µεταβολές (στήλη Α). Να τις αντιστοιχίσετε µε τη µεταβολή στην τιµή του ph (στήλη Β): Στήλη Α 1. Αραίωση µε προσθήκη νερού 2. Συµπύκνωση µε εξάτµιση νερού 3. Προσθήκη ΗΝΟ 3 4. Προσθήκη ΝaOH Στήλη Β α. αύξηση του ph β. ελάττωση του ph
Ιοντισµός του νερού - ph - ιαλύµατα ισχυρών οξέων - βάσεων 153. Ασκήσεις - Προβλήµατα 1. Να βρείτε το ph και το poh των παρακάτω υδατικών διαλυµάτων: α. ΗΝΟ 3 10 2 Μ β. ΚΟΗ 5,6% w/v γ. Βa(OH) 2 µε περιεκτικότητα 8,55 g/l δ. HCl 0,03 M και ΗΒr 0,07 M ίνονται οι σχετικές ατοµικές µάζες Κ =39, Ο = 16, Η = 1, Βa = 137 και η Κ w = 10 14. (Απ. α. ph = 2, poh = 12 β. ph = 14, poh = 0 γ. ph = 13, poh = 1 δ. ph = 1, poh = 13) 2. Σε 200 ml νερού διαβιβάζουµε 4,48 L HCl µετρηµένα σε S.T.P. χωρίς µεταβολή του όγκου. Να υπολογίσετε το ph και το poh του διαλύµατος στους 25 ο C. (Απ. ph = 0, poh = 14) 3. Βρείτε το ph του διαλύµατος που θα προκύψει από τη διάλυση 0,56 g KOH σε 100 ml νερό. ίνονται οι σχετικές ατοµικές µάζες K = 39, H = 1, O = 16 και η Κ w = 10-14 (Απ. ph = 13) 4. ίνεται διάλυµα ΝaΟΗ µε ph = 12 και όγκο 500 ml. Υπολογίστε πόσα g ΝαΟΗ περιέχει. ίνονται οι σχετικές ατοµικές µάζες Νa = 23, H = 1, O = 16 και η Κ w = 10-14 (Απ. m = 0,2 g) 5. ίνεται διάλυµα ΗCl 3,65% w/v. Υπολογίστε το ph του διαλύµατος. ίνονται οι σχετικές ατοµικές µάζες H = 1, Cl = 35,5. (Απ. ph = 0) 6. Σε 100 ml νερό διαλύονται 0,224 L αερίου ΗBr, µετρηµένα σε S.T.P. και προκύπτει διάλυµα Α. Αν κατά την διάλυση δεν παρατηρείται µεταβολή όγκου να υπολογίσετε: α. Το ph του διαλύµατος Α. β. Την συγκέντρωση όλων των ιόντων του Α. ίνεται η Κ w = 10-14. (Απ. α. ph = 1 β. [Βr ] = 0,1 M, [Η 3 Ο + ]= 0,1 Μ, [OH ] = 10 13 M) 7. Ποιο είναι το ph διαλύµατος NaOH, θερµοκρασίας 25 ο C και συγκέντρωσης: α. 10 1 Μ β. 10 8 Μ ίνεται log1,05 = 0,02. (Απ. α. ph = 13 β. ph = 7,02) 8. Αν σε κάποιο υδατικό διάλυµα θερµοκρασίας 25 o C, [OH ] = 10[H 3 O + ], να υπολογίσετε το ph του διαλύµατος. (Aπ. ph = 7,5) 9. ίνεται διάλυµα Α που περιέχει ΗΙ και έχει όγκο 300 ml και ph =2. Βρείτε: α. Την συγκέντρωση του Α β. Την µεταβολή ph που θα προκληθεί κατά την αραίωση του Α µε 2,7 L νερό. (Απ. α. C 1 = 0,01 M β. ph = 1) 10. Με πόσα L νερό πρέπει να αραιωθούν 8 L διαλύµατος ΝaΟΗ µε ph =13 για να µεταβληθεί το ph του κατά 1 µονάδα; (Απ. 72 L) 11. ίνεται διάλυµα 1 που περιέχει ΚΟΗ 0,1 Μ και διάλυµα 2 που περιέχει ΚΟΗ και έχει ph = 11. Με ποια αναλογία όγκων πρέπει να αναµείξουµε τα διαλύµατα 1 και 2 για να προκύψει τελικά διάλυµα 3 µε ph = 12; (Απ. V 1 / V 2 = 1 / 10)
154. εύτερο Κεφάλαιο - 6 ο Μάθηµα 12. Σε 100 ml διαλύµατος (A) ΗI 0,1 M. Προσθέτουµε 200 ml διαλύµατος (B) που περιέχει ΝaΟΗ και έχει ph = 13. Να υπολογιστούν: α. Το ph του Α β. Η συγκέντρωση του Β γ. Οι συγκεντρώσεις όλων των ιόντων και το ph του διαλύµατος που προκύπτει από την ανάµειξη Α και Β, µετά από προσθήκη 700 ml νερού. ίνεται η Κ w = 10 14 (Απ. α. ph = 1 β. c = 0,1 M γ. ph T = 12, [ I ] = 0,01 M, [Na + ] = 0,02 M, [H 3 O + ] = 10 12 M, [OH ] = 0,01 M) 13. ιαθέτουµε υδατικό διάλυµα ΗCl 0,73% w/v και όγκου 200 ml. Στο διάλυµα αυτό διαβιβάζονται, χωρίς να µεταβάλλεται ο όγκος: α. 0,02 mol NaOH β. 0,04 mol NaOH γ. 0,06 mol NaOH Ποιο το ph του τελικού διαλύµατος που προκύπτει κάθε φορά, αν η θερµοκρασία τους είναι 25 ο C; ίνονται οι σχετικές ατοµικές µάζες: Η = 1, Cl = 35,5. (Aπ.α. ph = 1 β. ph = 7 γ. ph = 13) 14. Με ποια αναλογία όγκων πρέπει να αναµείξουµε διάλυµα ΗΝΟ 3 6 10 3 M µε διάλυµα ΚΟΗ 3 10 3 Μ, για να πάρουµε διάλυµα µε [Η 3 Ο + ] = 10 3 Μ, στους 25 ο C; (Aπ. V 1 /V 2 = 4/5) 15. Σε 400 ml νερού διαλύουµε 0,46 g Na και 0,78 g K, χωρίς µεταβολή του όγκου. α. Ποιο είναι το ph του διαλύµατος που προκύπτει; β. Αν το παραπάνω διάλυµα το αραιώσουµε µέχρι ο όγκος του να γίνει 4 L, ποιο θα είναι το ph του νέου διαλύµατος; γ. Αν το αρχικό διάλυµα συµπυκνωθεί µε εξάτµιση νερού, µέχρι ο όγκος του να γίνει 0,04 L, ποιο είναι το ph του νέου διαλύµατος; δ. Αν στο αρχικό διάλυµα προσθέσουµε 10,08 g CaO, ποιο είναι το ph του νέου διαλύµατος; ίνονται οι σχετικές ατοµικές µάζες Νa = 23, K = 39, Ca = 40, O = 16 και η K w = 10 14. (Aπ.α. ph = 13 β. ph = 12 γ. ph = 14 δ. ph = 14) Ε. ΤΟ ΞΕΧΩΡΙΣΤΟ ΘΕΜΑ ίνεται διάλυµα Α που περιέχει 0,08 g ΝaΟΗ και έχει όγκο 200 ml. α. Βρείτε το ph του Α. β. Αν το διάλυµα Α χωριστεί σε 2 ίσα µέρη, υπολογίστε το ph και τα mol OH που θα περιέχει το καθένα. γ. Με πόσα ml διαλύµατος B ΝαΟΗ 1 Μ πρέπει να αναµειχθούν 100 ml του Α για να προκύψει τελικά διάλυµα µε ph = 13 δ. Με πόσα ml νερό πρέπει να αραιωθούν 50 ml του Α για να µεταβληθεί το ph του κατά 1 µονάδα; ε. Εξηγείστε την µεταβολή ph που παρατηρείται κατά την προηγούµενη αραίωση. ζ. Πόσα ml διαλύµατος ΗΙ 0,2 Μ απαιτούνται για την πλήρη εξουδετέρωση του διαλύµατος Α; Υπολογίστε το ph του διαλύµατος που θα προκύψει από την παραπάνω εξουδετέρωση. ίνονται οι σχετικές ατοµικές µάζες Νa = 23, H = 1, O = 16 και η Κ w = 10-14. (Aπ.α. ph = 12 β. 0,002 mol, ph = 12 γ. 10 ml δ. 450 ml ζ. 10 ml, ph = 7)