Zadanie 14.1, matura czerwiec 2020, chemia rozszerzona

Liczba moli jonów H⁺ i OH⁻ w roztworach, które zmieszano:

n_H⁺ = 0,04 dm³ ⋅ 0,8 mol ⋅ dm⁻³ = 0,032 mola

n_OH⁻ = 2 ⋅ 0,1 dm³ ⋅ 0,2 mol ⋅ dm⁻³ = 0,04 mola

Jonów OH⁻ użyto w nadmiarze; po reakcji ich liczba moli i stężenie wynoszą:

n_OH⁻ = 0,04 mola − 0,032 mola = 0,008 mola

$[\ce{OH-}] = \dfrac{0{,}008\ \mathrm{mol}}{0{,}14\ \mathrm{dm^3}} = 0{,}057\ \mathrm{mol \cdot dm^{-3}}$

Obliczenie wartości pH roztworu:

pOH = −log(0,057) = 1,244

pH = 14 − pOH = 14 − 1,244 = 12,76

Rozwiązanie alternatywne (przez stężenie jonów wodorowych):

$[\ce{H+}] = \dfrac{10^{-14}}{0{,}057} = 0{,}18 \cdot 10^{-12}\ \mathrm{mol \cdot dm^{-3}}$, pH = −log(0,18 ⋅ 10⁻¹²) = 12,75