pH-számítási feladatok a kémiaérettségin

Durkó Gábor | kémiaérettségi.hu

Ebben a cikkben arról olvashatsz, hogy milyen fajta pH számolási feladatok fordulnak elő az érettségin, és hogyan lehet ezeket megoldani. Szó lesz a kémhatásról, erős és gyenge savakról és bázisokról, disszociációállandóról és disszociációfokról.

Néhány gyakori feladattípus

- pH kiszámítása egyértékű sav / bázis oldata esetén
- Sav- és bázisállandó (disszociációállandó) meghatározása
- Egyensúlyi koncentrációk kiszámítása a bemért mennyiségekből
- A sav vagy bázis disszociációfokának meghatározása (hány %-a disszociált)
- Sav / bázis koncentrációjának kiszámítása a pH ismeretében

Vizsgaszintek, követelmények

A középszintű vizsgán az erős savak és bázisok pH-ját kell tudni kiszámítani azokban az esetekben, amikor a pH egész szám. Az emelt szintű vizsgán gyenge savakkal és bázisokkal kapcsolatos számítások is előfordulhatnak: tudni kell a disszociációállandóval, disszociációfokkal számolni azokban az esetekben is, amikor a pH nem egész szám.

Felhasználható összefüggések

- Az erős savak és bázisok vizes oldatban teljes mértékben disszociálnak
- Savi disszociációs állandó (savállandó) egyértékű gyenge savra: K_s = x² / (c₀ – x) ahol c₀ a bemért savmennyiség (koncentráció), x a disszociált savmennyiség
- A bázisállandó (K_b) képlete ugyanez, c₀ a bázis bemérési koncentrációja, x a disszociált bázis mennyisége
- Disszociációfok (α) = 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

Videós mintapélda

További mintapéldák

1. MINTAPÉLDA
Mennyi a 0,050 mol/ dm³ koncentrációjú KOH oldat pH-ja?

MEGOLDÁS: 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

2. MINTAPÉLDA
Határozza meg, mennyi az ecetsav disszociációfoka c = 0,100 mol/dm³ koncentrációjú oldatban, és számítsa ki a pH-t!

MEGOLDÁS: 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

K_s = [CH₃COO^–] [H₃O⁺] / [CH₃COOH] = x² / (c – x)

c és K_s 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 mol/dm³

Ebből az oldat pH-ja:

pH = –lg[H⁺] = –lg x = 2,88

Az ecetsav disszociációfoka:

α% = (x / c) · 100% = (1,33·10^–3 / 0,1) · 100% = 0,0133%

Gyakorlófeladatok

2005 október / 7. feladat (8 pont)
2006 február / 9. feladat (10 pont)
2006 október / 9. feladat (10 pont)
1999 pótfeladatsor / 4. feladat (15 pont)