Chemická olympiáda

Anonym Kezufez30.11.2013 19:43 Nahlásit
Prosím vás, jak na tohle?

Do plaveckého bazénu o rozměrech 50*20*2 m byla přidána kyselina sírová 1 cm3 (w=0,98, hustota= 1,836 g/cm3). Mám vypočítat pH v bazénu po úplné disociaci..?

Odpovědi

Přidat odpověď ▾

Diskuze

Mezek30.11.2013 22:48 Nahlásit
Pokud byl bazén plný, obsahoval 2000m3 = 2*10^6dm3 vody. Disociací H2SO4 se uvlnily H3O+ o látkovém množství
n(H3O+) = 2*n(H2SO4) = 2*m(H2SSO4)/M(H2SO4) = 2*(0,98*1,836/98,08) = 0,03669mol H3O+
c(H3O+) = 0,03669/2*10^6 = 1,8345*10^-8 mol/dm3 je množství, dodané H2SO4 do 1dm3.
Skutečná koncentrace H3O+ je pak kombinací tohoto množství a iontového produktu vody.
Kw = 10^-14 = (cH3O+ + c(H+)*c(H+)= (1,8345*10^-8 + c(OH-)*c(OH-)
c(H+)^2 - 1,8345*10^-8*c(H+) - 10^-14 = 0; c(H+) = 1,096*10^-7
pH = -log(1,096*10^-7) = 6,96
Ještě k tomu výpočtu:
H3O+ pochází ze dvou zdrojů. Jednak z disociace H2SO4, která je rovná dvojnásobku n(H2SO4) = 0,98*1,836g/98,08g/mol. Dalším zdrojem je autodisociace vody. tou vzniklé látkové množství H3O+ (c(H+) je rovné látkovému množství OH-, takže c(H+) = c(OH-).
Iontový produkt vody Kw = c(H3O+)*c(OH-) = (1,8345*10^-8 + c(H+) * c(H+) = 10^-14.
Tento vztah je možné upravit na kvadratickou rovnici, která má dva kořeny. Kladný kořen jsme použili k výpočtu pH, záporný kořen nemá reálný smysl.

OK?
Anonym Kezufez01.12.2013 06:26 Nahlásit
Moc nechápu, kde jsi vzal u té kvadratické - 1,8345*10^-8*c(H+)...Kw = c(H3O+)*c(OH-) = (1,8345*10^-8 + c(H+) * c(H+) = 10^-14 tohle mám nějak upravit a výjde mi z toho tohle? c(H+)^2 - 1,8345*10^-8*c(H+) - 10^-14 = 0 ? Jinak to chápu a to látkové množství jsem před tím také takto měla...Ale nevěděla jsem o autodisociaci vody...
Mezek01.12.2013 07:12 (Upr. 01.12.2013 08:31) Nahlásit
Autodisociaci vody lze zanedbat, pokud množství H3O+ z kyseliny je větší, než asi 5*10^-6 mol/dm3. V čisté vodě je pH = 7 a disociací vody vznikne stejné množství H3O+ a OH-, 10^-7mol/dm3. Když teď do vody přidáš kyselinu která disociuje, Zvýší se koncentrace H3O+ ale hodnota iontového produktu vody Kw = 10^-14 musí zůstat zachovaná, je to konstanta, závislá jen na teplotě. Část H3O+ tedy rekombinuje s OH- na vodu. Tím se původní koncentrace H3O+ poněkud sníží a poněkud se sníží i koncentrace OH-. Výsledná koncentrace H3O+ je tedy součtem koncentrace H3O+ vzniklých disociací kyseliny, v tomto případě 2*n(H2SO4) a koncentrace, pocházející z disociace vody, která je rovná koncentraci OH-, protože kolik iontů H3O+ vznikne z vody, tolik vznikne i OH-. Pokud koncentraci H3O+ z kyseliny označíme c(H3O+) a koncentraci H3O+ z vody c(H+), dostaneme pro Kw = (c(H3O+) + c(H+)*c(H+) = 10^-14. To vede ke kvadratické rovnici. Je to trochu nepřehledné. Dosadíme konkrétní čísla. c(H3O+) je dvojnásobkem c(H2SO4) v bazénu a jak jsme vypočítali, je po naředění 1,8345*10^-8mol/dm3. Koncentrace OH- vypočteme z iontového produktu vody: c(OH-) = Kw/c(H3O+) a je ekvivalentní c(H+) vznikléautodisociací. Tak dostaneme:
c(H3O+) = 1,8345*10^-8 + (10^-14/ c(H3O+) => c(H3O+)^2 - 1,8345*10^-8*c(H3O+) - 10^-14 = 0.
Ve skriptech bys našla vztah [H+] = ca + Kw/[H+] kde ca je koncentrace jednosytné kyseliny nebo ekvivalent koncentrace vícesytné kyseliny. To je v podstatě množství H3O+, uvolněné z kyseliny. (1mol H2SO4 odpovídá 2mol HCl). Z tohoto vztahu dostaneš přehledněji
[H+]^2 - ca*[H+] - Kw = 0. To je možná názornější. V našem případě je tedy ca = 1,8345*10^-8 a Kw jwe 10^-14.

Stačí?
Přidat komentář do diskuze ▾