kémiaérettségi.hu
portál kémia érettségire, felvételire készülőknek
Aktuális Letöltések Információk Felkészítés Segédanyagok Fórum
Kezdőlap - Hírek
Blog
Fórum
Feladatsorok
Követelmények
Szóbeli anyagok
Írásbeli vizsga
Szóbeli vizsga
Hasznos linkek
Kapcsolat
Magántanárok
Előkészítő tanfolyamok
Felkészülés önállóan
Elmélet
Számítások
Periódusos rendszer


Számítási feladatok a kémia érettségin


7. Hogyan oldjuk meg a sav-bázis egyensúlyokkal kapcsolatos példákat?

Mi lehet a kérdés?
- Számítsuk ki az egyensúlyi koncentrációkat a bemért mennyiségekből
- Számítsuk ki a pH-t erős vagy (egyértékű) gyenge sav/bázis esetén (a koncentráció ismeretében)
- A sav vagy bázis disszociációfokának meghatározása (hány %-a disszociált)
- Savállandó, bázisállandó (másnéven disszociációs állandó) felírása, meghatározása
Alapvetően háromféle típusú feladat lehetséges:
(a) erős sav vagy bázis pH-jával kapcsolatos számítás
(b) gyenge sav vagy bázis disszociációjával kapcsolatos számítás
(c) erős sav (bázis) hatása a gyenge sav (bázis) disszociációjára

Felhasználható összefüggések
- Az erős savak és bázisok vizes oldatban teljes mértékben disszociálnak
- Savi disszociációs állandó (savállandó) egyértékű gyenge savra: Ks = x2 / (c0 - x)
ahol c0 a bemért savmennyiség (koncentráció), x a disszociált savmennyiség
- A bázisállandó (Kb) képlete ugyanez,
c0 a bázis bemérési koncentrációja, x a disszociált bázis mennyisége
- Disszociációfok (
a) = disszociált mennyiség / kiindulási (bemért) mennyiség
- Vízionszorzat: [H+][OH-] = 10-14 mol2 / dm6
- pH = -lg[H+]; pOH = -lg[OH-]; pH + pOH =14
- Az egyensúly eltolódását, a reakció irányát befolyásoló tényezők

Mintapéldák
1. Mennyi a 0,050 mol / dm3 koncentrációjú KOH oldat pH-ja?
2. Határozza meg, mennyi az ecetsav disszociációfoka
(a) c = 0,100 mol / dm3 koncentrációjú oldatban
(b) c = 0,100 mol / dm3 koncentrációjú, 0,010 mol / dm3 HCl-t is tartalmazó oldatban!
(Az ecetsav savi disszociációs állandója 1,80×10-5 mol / dm3)

Megoldás
1. KOH oldat pH-jának meghatározása
A KOH vizes oldatban 100%-ban disszociál:
KOH K+(aq) + OH-(aq)
Ennek megfelelően az OH- koncentráció megegyezik a KOH bemérési koncentrációjával:
[OH-] = c(KOH) = 0,05 mol / dm3
Ebből a pOH:
pOH = -lg0,05 = 1,30
A pH értéke pedig
pH = 14 - pOH = 14 - 1,30 = 12,7
2a. Ecetsav disszociációfokának meghatározása
Az ecetsav disszociációjának egyenlete:
CH3COOH + H2O = CH3COO-(aq) + H3O+(aq)
Ha a bemérési koncentráció c = 0,1 mol / dm3 volt, és ebből x disszociált, akkor az egyensúlyi koncentrációk:
CH3COOH + H2O = CH3COO-(aq) + H3O+(aq)
c - x x x
Az ecetsav savállandóját felírva
Ks = [CH3COO-][H3O+] / [CH3COOH] = x2 / (c - x) 
c és Ks értékét beírva másodfokú egyenlethez jutunk:
1,8×10-5 = x2 / (0,1 - x)
Az egyenletet rendezve
x2 + 1,8×10-5x - 1,8×10-6 = 0
Az egyenlet pozitív megoldása
x = 1,33×10-3 
Ebből az ecetsav disszociációfoka:
a = x / c = 1,33×10-3 / 0,1 = 1,33×10-4 
Tehát az ecetsavmolekulák 0,0133%-a disszociált.
Megjegyzés: x ismeretében a pH is egy lépésben kiszámítható, mivel
[H3O+] = x.
2b. Ecetsav disszociációfokának meghatározása HCl tartalmú oldatban
A sósav, mivel erős sav, 100%-ban disszociál:
HCl H+(aq) + Cl-(aq)
A sósav disszociációjából származó 
H+ ionok (koncentrációjuk 0,01 mol / dm3) visszaszorítják az ecetsav disszociációját (mivel az utóbbi egyensúlyi folyamat).
Ha a disszociált ecetsav mennyisége x, az egyensúlyi koncentrációk:
CH3COOH + H2O = CH3COO-(aq) + H3O+(aq)
c - x x x + 0,01
A savállandót felírva
Ks = [CH3COO-][H3O+] / [CH3COOH] = x(x + 0,01) / (c - x)
c és Ks értékét behelyettesítve másodfokú egyenlethez jutunk:
1,8×10-5 = x(x + 0,01) / (0,1 - x)
Az egyenletet rendezve
x2 + 0,010018x - 1,8×10-6 = 0
Az egyenlet pozitív megoldása
x = 1,765×10-4 
Ebből az ecetsav disszociációfoka:
a = x / c = 1,765×10-4 / 0,1 = 1,77×10-5
Tehát az ecetsavmolekulák 0,00177%-a disszociált.
Megjegyzés: Mivel ez esetben [H3O+] = x + 0,01, a pH ebből a kifejezésből számolható, és gyakorlatilag megegyezik a 0,01 mol / dm3-es HCl oldat pH-jával.

További tanácsok
- A feladat szövegében megadott atom- és móltömegekkel számoljunk (ha meg van adva).
- Amennyiben gyenge és erős sav is jelen van ugyanabban az oldatban, a gyenge sav disszociációjából származó H+ mennyiségét legtöbbször el lehet hanyagolni (gyakorlatilag 0). Ugyanez természetesen gyenge és erős bázis esetére is igaz.
- A pH-t maximum 2 tizedesjegy pontossággal adjuk meg.

Ha van még kérdésed...
...akkor irány a fórum!

Gyakorló feladatok

2005 október / 7. feladat (8 pont)
2006 február / 9. feladat (10 pont)

2006 október / 9. feladat (10 pont)

1
999pót / 4. feladat (15 pont)


Frissítve: 2012. augusztus 26.
kemiaerettsegi.hu © 2008-2015