pH roztworu

[zalzal]

Jak zmieni się pH 0,01 molowego roztworu słabej zasady typu XOH o stałej dysocjacji równej \(\displaystyle{ 1x10^{-10}}\) jeżeli stężenie zmaleje 100razy?

[Jarushiek]

Pokaże Ci inny niż ten typowy sposób rozwiazywania tego zadania. (Będzie on prawdziwy tylko dla niskich stałych kwasowych/zasadowych)

Wyobraźmy sobie dysocjacje kwasu HA, HA + H2O ---> H3O+ + A-, załóżmy, że początkowe stężenie kwasu wynosiło C. Ułożymy tabelke opisującą przebieg (bierzemy pod uwage stężenia reagentów) reakcji:


Stężenie przed reakcją:
HA: C
H3O+: 0
A-: 0
Zmiana stężenia:
HA: -x
H3O+: x
A-: x
Końcowe stężenie:
HA: C-x
H3O+: x
A-:x

Z tego wynika, że stałą kwasową można wyrazić jako Ka = x*x/C-x (aktywnośc wody jest równa w przybliżeniu 1, dlatego pomija się ją w wyrażeniu na stałą równowagi kwasowe/zasadowe), ale gdyby C-x bylo równe w przybliżeniu C, to stała kwasowa uprościłaby się do Ka = x*x/C (dzieje się tak, gdy stopień dysocjacji jest mniejszy od 5%, lub stała kwasowa mniejsza od około 0,001.
Z tego wynika, że x = (Ka*C)1/2. Zlogarytmujmy to:
log x = log (Ka*C)1/2
Korzystając z własności logarytmow (log xy = log x + log y, i log x1/2 = 1/2 log x) otrzymujemy:
log x = 1/2log Ka + 1/2log C. Otrzymane rownanie pomnożymy przez -1.
-log x = -1/2log Ka - 1/2log C.
Przy czym: -log x to pH, -logKa to pKa, czyli:
pH = 1/2pKa - 1/2log C. to równanie uwarunkowujące pH od stałej kwasowej i stężenia kwasu, natomiast podobnie jest dla zasad, tylko mamy pOH = 1/2pKb - 1/2log C, gdzie Kb to stała zasadowa.
Czyli pH = pKw - (1/2pKb - 1/2log C) = pKw - 1/2pKb + 1/2log B, bo pH = pKw - pOH.
Z równania tego wynika, że jeżeli zasade rozcieńczymy 100-krotnie, to pH zmieni się o -log1/100 = 2 jednostki. Dla tego przypadku pH zmaleje (bo stężenie OH- maleje, bo roztwór jest rozcieńczany).
Prosze o sprawdzenie mojego toku rozumowania przez kogoś bardziej zaawansowanego