by 
Δημοσιεύτηκε από το χρήστη Γεώργιος Βαρελάς στις 27 Οκτώβριος 2013 στις 20:53 στην ομάδα Χημεία Γ΄Λυκείου
ΘΕΜΑ Δ: Διαθέτουμε τα υδατικά διαλύματα:
Διάλυμα Y2: NaOH 0,1M
Δ1. Αναμειγνύουμε 20 mL διαλύματος Y1 με 10 mL διαλύματος Y2, οπότε προκύπτει διάλυμα Y3 με pH=4.
Να υπολογιστεί η σταθερά ιοντισμού Ka του ΗΑ.
Δ2. Σε 18 mL διαλύματος Y1 προσθέτουμε 22 mL διαλύματος Y2 και προκύπτει διάλυμα Y4.
Να υπολογιστεί το pH του διαλύματος Y4.
Δ3. Υδατικό διάλυμα ασθενούς μονοπρωτικού οξέος HB όγκου 60 mL (διάλυμα Y5) ογκομετρείται με το διάλυμα Y2. Βρίσκουμε πειραματικά ότι, όταν προσθέσουμε 20 mL διαλύματος Y2 στο διάλυμα Y5, προκύπτει διάλυμα με pH=4, ενώ, όταν προσθέσουμε 50 mL διαλύματος Y2 στο διάλυμα Y5, προκύπτει διάλυμα με pH=5.
Να βρεθούν:
α) η σταθερά ιοντισμού Ka του οξέος HB
β) το pH στο ισοδύναμο σημείο της πιο πάνω ογκομέτρησης.
Δίνεται ότι:
• Όλα τα διαλύματα βρίσκονται σε θερμοκρασία θ=25° C
• Kw=10−14
• Τα δεδομένα του προβλήματος επιτρέπουν τις γνωστές προσεγγίσεις.
Διερεύνηση του Δ3 gvare@tee.gr
Έστω ότι η συγκέντρωση του διαλύματος του ΗΒ είναι άγνωστη, ίση με C, η συγκέντρωση του διαλύματος του ΝaOH είναι άγνωστη, ίση με C΄, οι όγκοι είναι 6V, 2V, 5V και 12V mL και τα διαλύματα που προκύπτουν έχουν pH1 = 4, pH2 = 5, pH3 = 13 αντίστοιχα. Ζητούνται: α) C, C΄, Κα, β) η [H3O+] του διαλύματος στο ισοδύναμο σημείο (αν δοθεί: log3 περίπου ίσο με 0,477, μπορεί να ζητηθεί και το pH).
- Συνημμένα:
…. γιατί ένα διάλυμα ΝαΒ άγνωστης συγκέντρωσης και άγνωστης Κα ( για το ΗΒ ) δεν μπορεί να δώσει pH = 13 ?
Έχεις δίκιο Αντώνη. Κάνω προέκταση του θέματος, δεν αναφέρομαι σε γενικότερη άσκηση (γιαυτό και έβαλα την εκφώνηση του θέματος). Απλώς στηρίζομαι στην παραδοχή: “Τα δεδομένα του προβλήματος επιτρέπουν τις γνωστές προσεγγίσεις”. Αυτό σημαίνει ότι και το ΗΒ αλλά και η συζυγής του βάση είναι αρκετά ασθενείς ηλεκτρολύτες, οπότε και μια συγκέντρωση 1Μ θα έδινε το πολύ pH = 12. Βέβαια και γενικά να το αντιμετωπίσουμε είναι πολύ δύσκολο να φθάσει στο 13 μία βάση. Εδώ και το Ca(OH)2 δε δίνει 13. Παίζει προφανώς ρόλο και η διαλυτότητα.Έφτιαξα την άσκηση (τότε γιατί τώρα δεν προλαβαίνω) για να δείξω ότι μπορείς να “πιάσεις” πολλές περιπτώσεις και να μην επαναλαμβάνεις το ρυθμιστικό τρεις φορές.
Όποια άλλη παρατήρηση είναι ευπρόσδεκτη. Δε βλέπω όμως Αντώνη να ασχολείται κανένας άλλος εκτός από σένα. Μάς έχουν πάρει “αμπάριζα” οι Φυσικοί. Θα μού ήταν ευχάριστο να τα επεκτείνεις, γιατί έχεις τις ικανότητες (εγώ σε λίγο εγκαταλείπω).
Καλή συνέχεια
Επίσης αν ήταν τόσο ισχυρή η βάση Β, τότε με τα 6V του διαλύματος ΝαΟΗ θα έπρεπε να έδινε και pH > 7 (για να είναι δυνατόν με τη διπλάσια ποσότητα του ΝαΟΗ: 12V να δώσει στη συνέχεια μόνη της ή και με μια ποσότητα του ΗΒ pH = 13). Βέβαια οι μαθητές δεν έχουν την πείρα και την ευφυΐα μας για να σκεφτούν και κάτι τέτοιο. Ξέρουν (επειδή ισχύουν οι προσεγγίσεις) ότι δεν πρόκειται ασθενές οξύ να έχι pH =1 ή και μικρότερο, αλλά και ασθενής βάση pH = 13 ή και μεγαλύτερο. Εδώ με το με το Ca(OH)2 βάζουμε θέματα εμείς με pΗ = 13 (άσε που στο ΕΜΠ στους Χημικούς Μηχανικούς καθηγηταράς την “πάτησε” γιατί το θεωρούσε τόσο ευδιάλυτο ώστε να φθάνει στο 13!).
Επισυνάπτω και κάποια “νούμερα”, που βρήκα ψάχνοντας (την Τρίτη μού έκλεψαν μαζί με τα άλλα και το φλασάκι 16GB και ψάχνω απεγνωσμένα στον υπολογιστή να βρω τα αντίστοιχα αρχεία). Υποθέτω ότι είναι σωστά.