by 
ΕΚΦΩΝΗΣΗ 1
Αναμιγνύονται τα παρακάτω 3 διαλύματα:
- 500 mL διαλύματος CH3COOH 0,1 M
- 200 mL διαλύματος HCOOH 0,25 M
- 100 mL διαλύματος NaOH, 0,5 M
και το διάλυμα που προκύπτει αραιώνεται μέχρι τελικού όγκου V L.
α) Να υπολογίσετε το pH του τελικού διαλύματος.
β) Να υπολογίσετε το % ποσοστό (σε μορφή κλάσματος) του CH3COOH που αντέδρασε.
Δίνονται:
Kw = 10⁻¹⁴
Ka(CH3COOH) = 2·10⁻⁵
Ka(HCOOH) = 5·10⁻⁴
Όλα τα διαλύματα βρίσκονται σε θερμοκρασία θ = 25 οC
Τα δεδομένα του θέματος επιτρέπουν τις γνωστές προσεγγίσεις.
ή εναλλακτικά
ΕΚΦΩΝΗΣΗ 2
Αναμιγνύονται τα παρακάτω 3 διαλύματα:
- 500 mL διαλύματος CH3COOH 0,1 M
- 200 mL διαλύματος HCOOH 0,25 M
- 100 mL διαλύματος NaOH, 0,5 M
και το διάλυμα που προκύπτει αραιώνεται μέχρι τελικού όγκου V L.
Το % ποσοστό (σε μορφή κλάσματος) του CH3COOH) που αντέδρασε είναι 1/6
α) Να υπολογίσετε το Ka του ΗCΟΟΗ
β) Να υπολογίσετε το pH του τελικού διαλύματος.
Δίνονται:
Kw = 10⁻¹⁴
Ka(CH3COOH) = 2·10⁻⁵
Όλα τα διαλύματα βρίσκονται σε θερμοκρασία θ = 25 οC
Τα δεδομένα του θέματος επιτρέπουν τις γνωστές προσεγγίσεις.
Καλή δύναμη !
….. για τις βάσεις ανάλογα:
Καλησπέρα. Παναγιώτη μήπως το pH βγαίνει περίπου 3,7; Τόσο το υπολόγισα. Η συνεισφορά του αιθανικού πρέπει να ελαττώνει το pH κατά 0,3.
Και στο chatgtp 3,7 το βγάζει.
ισως εχει να κανει και με την παρουσια του CH3COONa, εχω ενσωματωσει και την απαντηση απο το gemini στα google docs
ΠΡΟΒΛΗΜΑ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑΣ ΜΕΙΓΜΑΤΟΣ ΡΥΘΜΙΣΤΙΚΩΝ ΔΙΑΛΥΜΑΤΩΝ
1. ΔΕΔΟΜΕΝΑ
· CH3COOH (Οξικό οξύ): 0,1 mol (Αρχικά)
· CH3COONa (Οξικό νάτριο): 0,1 mol (Αρχικά)
· HCOOH (Μυρμηγκικό οξύ): 0,2 mol (Αρχικά)
· HCOONa (Μυρμηγκικό νάτριο): 0,2 mol (Αρχικά)
· Τελικός όγκος: 1 L
· Ka(CH3COOH) = 10^-5 (pKa = 5)
· Ka(HCOOH) = 10^-4 (pKa = 4)
2. ΜΕΘΟΔΟΣ ΙΣΟΖΥΓΙΟΥ ΦΟΡΤΙΟΥ (Charge Balance)
Η θεμελιώδης εξίσωση για το διάλυμα είναι:
[H3O+] + [Na+] = [OH-] + [CH3COO-] + [HCOO-]
Γνωρίζουμε ότι:
· [Na+] = 0,3 M (0,1 από το οξικό + 0,2 από το μυρμηγκικό νάτριο)
· [CH3COO-] = C(ολικό1) * Ka1 / (Ka1 + [H3O+])
· [HCOO-] = C(ολικό2) * Ka2 / (Ka2 + [H3O+])
3. ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΗ ΕΠΙΛΥΣΗ
Αντικαθιστώντας τις τιμές στην εξίσωση φορτίου (θέτοντας x = [H3O+]):
x + 0,3 = (0,2 * 10^-5) / (10^-5 + x) + (0,4 * 10^-4) / (10^-4 + x)
Με την παραδοχή x << 0,3 και λύνοντας τη δευτεροβάθμια εξίσωση που προκύπτει:
x^2 – (3 * 10^-5)x – 10^-9 = 0
Η διακρίνουσα είναι Δ = 49 * 10^-10.
Η θετική ρίζα της εξίσωσης είναι:
x = 5 * 10^-5 M
4. ΤΕΛΙΚΟ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑ
[H3O+] = 5 * 10^-5 M
pH = -log(5 * 10^-5) = 5 – log5 = 5 – 0,7
pH = 4,3
5. ΕΠΑΛΗΘΕΥΣΗ ΠΟΣΟΤΗΤΩΝ (Ανά 1 Λίτρο)
Λόγω της διαφοράς ισχύος των οξέων, έγινε η αντίδραση:
HCOOH + CH3COO- <-> HCOO- + CH3COOH
Κατά την οποία αντέδρασαν περίπου 0,067 mol.
Τελικές συγκεντρώσεις ισορροπίας:
· [CH3COOH] = 0,167 M
· [CH3COO-] = 0,033 M
· [HCOOH] = 0,133 M
· [HCOO-] = 0,267 M
Επαλήθευση μέσω Henderson-Hasselbalch:
pH = 5 + log(0,033/0,167) = 4,3
pH = 4 + log(0,267/0,133) = 4,3
Με πιο ακριβείς τιμές Ka βγαίνει πιο κάτω. Το chatgtp με Κα=10-4 και 10-5 το βγάζει 3,8 το pH.
Τώρα μου το βγάζει 4,15 το chatgtp. Μάλλον εσύ έχεις δίκιο Παναγιώτη
Θοδωρή κι εγώ βγάζω 4,15. Επισυνάπτω τη λύση μου. Άλλαξα τους συβολισμούς των οξέων για συντομία.
Συγνώμη που καθυστέρησα λόγω υποχρεώσεων να απαντήσω. Θοδωρή κι εγώ όταν υπέβαλα το ερώτημα στο forum, είχα προσεγγίσει το θέμα σαν ισορροπία των 4 ειδών, αλλά το είχα συνεχίσει εκεί που είπες ότι ξεφύγαμε με επίλυση δευτεροβάθμιας, αλλά την είχα πάρει ανάποδα με Kc=0,04, βρήκα ότι θα πάει αριστερά κατά 0,082mol και κατέληξα σε pH=3,7. Στο ίδιο αποτέλεσμα καταλήγει και το pHsolver του webqc.org η οποία είναι η μόνη μηχανή υπολογισμού pH που βρήκα (από όσες έψαξα) που δέχεται πολλά συστατικά στο διάλυμα.
Άγγελε καλησπέρα. Και εγώ pH 3,7 βρήκα λύνοντας τη δευτεροβάθμια. Αλλά το chatgtp δίνει άλλο αποτέλεσμα. Δεν ξέρω ποια είναι η ακριβής τιμή.
Θα ήταν καλό αν μπορούσαμε να το ελέγξουμε πειραματικά. Στα σχολικά εργαστήρια βέβαια δεν διαθέτουμε τα αντιδραστήρια αλλά και τα πεχάμετρα δεν είναι πλέον βαθμονομημένα.
Παναγιώτη καλημέρα. Μία ερώτηση. Στη λύση που παραθέτεις γράφεις: [CH3COO-] = C(ολικό1) * Ka1 / (Ka1 + [H3O+]). Πώς προκύπτει αυτό και τι είναι το C(ολικό1). Ευχαριστώ.
Δημητρη, απο gemini:
Στην άσκησή μας, βάλαμε 0,1 mol CH3COOH και 0,1 mol CH3COONa. Άρα: C(ολικό1) = 0,1 + 0,1 = 0,2 M.
Ξεκινάμε από τη σταθερά ιοντισμού (Ka): Ka = [H3O+] * [CH3COO-] / [CH3COOH] (Σχέση 1)
Και από το ισοζύγιο μάζας (αυτό που είπαμε παραπάνω): C(ολικό) = [CH3COOH] + [CH3COO-] (Σχέση 2)
Από τη Σχέση 2, λύνουμε ως προς το αδιάστατο οξύ: [CH3COOH] = C(ολικό) – [CH3COO-]
Αντικαθιστούμε αυτό στη Σχέση 1 (της Ka): Ka = [H3O+] * [CH3COO-] / (C(ολικό) – [CH3COO-])
Κάνουμε χιαστί: Ka * (C(ολικό) – [CH3COO-]) = [H3O+] * [CH3COO-] Ka * C(ολικό) – Ka * [CH3COO-] = [H3O+] * [CH3COO-]
Μεταφέρουμε το [CH3COO-] στο ίδιο μέλος: Ka * C(ολικό) = [H3O+] * [CH3COO-] + Ka * [CH3COO-]
Βγάζουμε κοινό παράγοντα το [CH3COO-]: Ka * C(ολικό) = [CH3COO-] * ([H3O+] + Ka)
Λύνουμε ως προς [CH3COO-] και έχουμε τον τύπο μας: [CH3COO-] = C(ολικό) * Ka / (Ka + [H3O+])
Τα είχαμε πεί κάποτε Θοδωρή …
Καλησπέρα. Αντώνη δεν έχεις βάλει λάθος τη συγκέντρωση του HCOOH στην Ka; Είναι 0,1175 όχι 0,0175. Αν βάλεις 0,1175 βγαίνει pH 3,7.
ΥΓ: Πολλά είχαμε πει κάποτε, αλλά μπορούμε να πούμε κι άλλα … Αν θες …
Νομίζω αυτό έχω βάλει … να σου πω την αληθεια “ούτε που με νοιάζει”. Η άσκηση λύνεται ως ΧΙ κτλ και καταλήγουμε σε “εκεινο” το θέμα των πανελληνίων ( επί δεσμών ) που είχε τις ουσίες ( ή εννοούσε ότι είχε ) σε ισορροπία.
Το μόνο ενδιαφέρων που θα συζητούσα θα ήταν η ποιοτική μελέτη της σύγκρισης της τιμής της Qc ( 1 ) με την Kc ( 25 ). Μοιάζει αυτή η διαφορά να μην είναι αρκετή για να θεωρήσουμε μια ισορροπία ώς μονόδρομη ( μεταφέροντας το 10 % της αποδεκτής προσέγγισης της ισοντικής στη “μοριακή” ισορροπία ).
Θα το ψάξω ( λέμε τώρα ).
Για αρχή πρέπει να βρούμε την ανάρτηση που είχε αναδείξει το θέμα πριν από ( 100 ? ) χρόνια. Νομίζω συντάκτης ήταν ο Ελευθερίου ( ή ο Πολυνίκης ) με τίτλο “ανάμειξη ρυθμιστικων δ/των ).
Θα δώσω 5 min στην αναζήτηση … ( αλλά βαριέμαι :-).
Την βρήκα … 2010 !!! …. 15 χρόνια πριν …
Ακόμα ανακαλύπταμε τη χημεία ( Τι βλακείες γράφαμε ).
Ανάμιξη ρυθμιστικών διαλυμάτων