Bejelentkezés

A 2024-től alkalmazott kémiaérettségi-követelmények alapján

4.7 Kémhatás-számítások: pH, keverés és titrálás

Lépésről lépésre vezetett pH-, pOH-, vízionszorzat- és közömbösítési feladatok. Emelt szinten gyenge savak és bázisok egyensúlya, disszociációfok, titrálás és eltérő pH-jú oldatok keverése.

Középszint

Haladás mentése · Bejelentkezés

Felidéző gyakorlás

Egy erős, egyértékű sav oldatának pH-ja 3,00. Mennyi az oxóniumion-koncentráció?

Válaszolj a kérdésre, majd ellenőrizd a válaszod, és olvasd el a magyarázatot. Ebben a gyakorló nézetben a válaszokat nem mentjük.

Válassz egy választ

A pH-feladatok biztos sorrendje: részecske, anyagmennyiség, koncentráció, pH.

A pH-feladatok biztos sorrendje: részecske, anyagmennyiség, koncentráció, pH.A pH-feladatok biztos sorrendje: részecske, anyagmennyiség, koncentráció, pH.Részecskeoxónium vagy hidroxidAnyagmennyiségn = c · VKoncentrációc = n / VKémhatáspH vagy pOH
Ábra szöveges leírása
Állomás vagy anyagLényeg
Részecskeoxónium vagy hidroxid
Anyagmennyiségn = c · V
Koncentrációc = nV
KémhatáspH vagy pOH

A pH-feladatok biztos sorrendje: részecske, anyagmennyiség, koncentráció, pH.

A pH-feladatok biztos sorrendje: részecske, anyagmennyiség, koncentráció, pH.A pH-feladatok biztos sorrendje: részecske, anyagmennyiség, koncentráció, pH.Részecskeoxónium vagy hidroxidAnyagmennyiségn = c · VKoncentrációc = n / VKémhatáspH vagy pOH
Ábra szöveges leírása
Állomás vagy anyagLényeg
Részecskeoxónium vagy hidroxid
Anyagmennyiségn = c · V
Koncentrációc = nV
KémhatáspH vagy pOH
A pH-feladatok biztos sorrendje: részecske, anyagmennyiség, koncentráció, pH.

Mit mér a pH?

Minden vizes oldatban van oxóniumion (H3O+) és hidroxidion (OH−) is. Az oldat savas, ha az oxóniumion koncentrációja a nagyobb; lúgos, ha a hidroxidioné. Híg oldatok érettségi számításaiban a pH-t így kapjuk: pH = −lg[H3O+]. A szögletes zárójelben álló koncentráció moldm3-ben megadott számértékét írjuk a számológépbe. Például [H3O+] = 0,00100 moldm3 esetén pH = −lg(0,00100) = 3,00.

A pH logaritmikus: ha [H3O+] tízszeres, a pH egy egységgel kisebb. Ezért a pH = 2 és pH = 4 oldat között százszoros az oxóniumion-koncentráció aránya, nem kétszeres.

A pH logaritmikus skálája: 100 : 10 : 1 oxóniumion-arány

A pH logaritmikus skálája: 100 : 10 : 1 oxóniumion-arányAzonos térfogatú mintákban a pH 2, 3 és 4 értékhez 100 : 10 : 1 oxóniumion-arány tartozik az iskolai koncentrációs közelítésben. A piros pontok relatív egységek: nem a valós, makroszkopikus mintában található ionok számát mutatják. A víz, a hidroxidionok és a töltéskiegyenlítő ionok kimaradtak. Két pH-egység különbség százszoros, nem kétszeres koncentrációarányt jelent.Egy pH-egység: tízszeres aránypH = 2: [H3O+] = 10−2 mol/dm3Relatív mennyiség: 100pH = 3: [H3O+] = 10−3 mol/dm3Relatív mennyiség: 10pH = 4: [H3O+] = 10−4 mol/dm3Relatív mennyiség: 1
Ábra szöveges leírása
pHOxóniumion-koncentráció és arány
pH 210−2 moldm3; 100 relatív egység
pH 310−3 moldm3; 10 relatív egység
pH 410−4 moldm3; 1 relatív egység
Azonos térfogatú mintákban a pH 2, 3 és 4 értékhez 100 : 10 : 1 oxóniumion-arány tartozik az iskolai koncentrációs közelítésben. A piros pontok relatív egységek: nem a valós, makroszkopikus mintában található ionok számát mutatják. A víz, a hidroxidionok és a töltéskiegyenlítő ionok kimaradtak. Két pH-egység különbség százszoros, nem kétszeres koncentrációarányt jelent.

pH számítása híg oldatban

pH = −lg[H3O+]

A képletbe a H3O+-ion moldm3-ben megadott koncentrációjának számértékét helyettesítsd. Például 0,0100 moldm3 esetén pH = −lg(0,0100) = 2,00.

Kidolgozott példa: erős sav pH-ja
  1. Feladat: Mennyi a 0,0100 moldm3 koncentrációjú sósav pH-ja 25 °C-on?
  2. A HCl erős savként a feladat közelítésében teljesen protolizál, ezért [H3O+] = 0,0100 moldm3 = 10−2 moldm3.
  3. pH = −lg(10−2) = 2,00. A pH dimenzió nélküli szám.

A víz autoprotolízise és a 25 °C-os adat

A víz kis részben önmagával is protonátadási reakcióba lép: 2 H2O ⇌ H3O+ + OH−. Az iskolai koncentrációs vízionszorzat 25 °C-on Kv = [H3O+][OH−] = 1,0·10−14 (moldm3)2. Tiszta vízben a két koncentráció egyenlő, 1,0·10−7 moldm3.

A semleges oldatban az oxónium- és hidroxidion-koncentráció egyenlő. A pH = 7,00 számérték kizárólag 25 °C-ra vonatkozik; más hőmérsékleten a vízionszorzat és a semleges pH is megváltozik.

Vízionszorzat 25 °C-on

Kv = [H3O+][OH−] = 1,0·10−14

Az iskolai koncentrációs alakban a jobb oldal egysége (moldm3)2; a számérték hőmérsékletfüggő.

Kidolgozott példa: ionkoncentráció semleges vízben
  1. Feladat: Mennyi [H3O+] és [OH−] a tiszta vízben 25 °C-on?
  2. Semleges vízben a két ion koncentrációja azonos. Szorzatuk 1,0·10−14, ezért mindkettő a szorzat négyzetgyöke.
  3. [H3O+] = [OH−] = 1,0·10−7 moldm3; a pH 7,00.

pOH és a két ionkoncentráció kapcsolata

A pOH-t hasonlóan számoljuk: pOH = −lg[OH−], a koncentrációt moldm3-ben behelyettesítve. 25 °C-on pH + pOH = 14,00. Ha pH = 3,00, akkor pOH = 11,00 és [OH−] ≈ 1,0·10−11 moldm3. Ha pH = 11,00, akkor [OH−] ≈ 1,0·10−3 moldm3.

A pH-skála nem mindig áll meg 0-nál és 14-nél. Ilyen szélső értékeknél az egyszerű koncentrációs közelítés pontosságára is figyelni kell.

pH és pOH 25 °C-on

pH + pOH = 14,00

A kapcsolat 25 °C-on, a szokásos híg oldatos közelítésben érvényes.

Kidolgozott példa: lúgos oldat pH-ja
  1. Feladat: A 25 °C-os oldat pOH-ja 4,00. Mennyi a pH-ja?
  2. 25 °C-on pH + pOH = 14,00. Innen pH = 14,00 − 4,00 = 10,00.
  3. A 7-nél nagyobb pH lúgos kémhatást jelez 25 °C-on.

Erős sav vagy bázis: előbb a reakció

Híg, teljesen protolizáló, egyértékű HCl-oldatban [H3O+] közel azonos a bemérési HCl-koncentrációval. 0,0100 moldm3 HCl-oldat pH-ja ezért 2,00. NaOH esetén az OH−-ion koncentrációja közel a bemérési koncentráció; 0,0100 moldm3 NaOH-oldat pOH-ja 2,00, pH-ja 12,00.

Többértékű savaknál a lépcsőket külön kell kezelni: a H2SO4 második, a H3PO4 mindhárom protonleadásához megfelelő egyensúlyi állandó tartozik. A Ca(OH)2 oldott részét erős elektrolitként kezeljük: egy mol oldott anyag két mol OH−-iont ad. A korlátozott oldhatóság nem azonos a gyenge bázis részleges protonfelvételével.

Példa: erős sav pH-ja kétféle koncentrációnál

A 0,0100 moldm3-es HCl híg vizes oldatban teljesen protolizál.
Ezért [H3O+] = 0,0100 moldm3, így pH = −lg(0,0100) = 2,00.

A 0,00200 moldm3-es HCl-oldatban [H3O+] = 0,00200 moldm3.
A számológépbe −lg(0,00200)-t írva pH ≈ 2,70.
A koncentráció ötször kisebb, a pH mégsem ötször nagyobb, mert a skála logaritmikus.

Példa: erős bázis pH-ja a pOH segítségével

Adat: c(NaOH) = 0,00200 moldm3; 25 °C.

  1. A NaOH teljesen disszociál, ezért [OH−] = 0,00200 moldm3.

  2. pOH = −lg(0,00200) ≈ 2,70

  3. pH = 14,00 − 2,70 = 11,30

A 7-nél nagyobb pH megfelel a lúgos kémhatásnak.

Térfogat és egység: a leggyakoribb számtani hiba

Az n = c·V képletben c-t moldm3-ben, V-t dm3-ben használva n molban adódik. 0,0250 dm3 = 0,0250 dm3; 0,100 moldm3 oldatban ez 0,00250 mol oldott anyag. A milliliter és cm3 azonos térfogat, de egyik sem dm3.

A térfogatok összeadhatósága a feladat külön feltétele vagy szokásos iskolai közelítése. Ha a feladat végső térfogatot ad meg, azt használd a bemért térfogatok összege helyett.

Hígítás: ugyanannyi oldott anyag nagyobb térfogatban

Hígításkor n változatlan: c1 · V1 = c2 · V2. Ha 0,0250 dm3 0,0100 moldm3 HCl-oldatot 0,2500 dm3-re hígítunk, c2 = 0,00100 moldm3, tehát pH = 3,00. A hígítási tényező tíz, ezért az erős sav pH-ja ebben a tartományban egy egységgel nő.

Ne írd fel automatikusan, hogy pH2 = 10·pH1: a logaritmus miatt ez hamis. Rendkívül híg oldatnál a víz saját ionjai sem hagyhatók figyelmen kívül.

Példa: hígítás után mennyi a pH?

Feladat: 0,0250 dm3 0,200 moldm3-es HCl-oldatot 0,5000 dm3-re hígítunk. Mennyi a pH?

  1. A számítás térfogatadatai: V1 = 0,0250 dm3; V2 = 0,5000 dm3.

  2. n(HCl) = c1·V1 = 0,200·0,0250 = 0,00500 mol

    Hígításkor az anyagmennyiség nem változik.

  3. c2 = nV2 = 0,005000,5000 = 0,0100 moldm3

  4. pH = −lg(0,0100) = 2,00

Erős, egyértékű sav és erős, egyértékű bázis keverésekor előbb az anyagmennyiségeket hasonlítsd össze.

Erős, egyértékű sav és erős, egyértékű bázis keverésekor előbb az anyagmennyiségeket hasonlítsd össze.Erős, egyértékű sav és erős, egyértékű bázis keverésekor előbb az anyagmennyiségeket hasonlítsd össze.SavfeleslegH3O+ maradEkvivalenciaegyenlő mólszámBázisfeleslegOH− maradKoncentráción / Vössz
Ábra szöveges leírása
Állomás vagy anyagLényeg
SavfeleslegH3O+ marad
Ekvivalenciaegyenlő mólszám
BázisfeleslegOH− marad
KoncentrációnVössz

Erős, egyértékű sav és erős, egyértékű bázis keverésekor előbb az anyagmennyiségeket hasonlítsd össze.

Erős, egyértékű sav és erős, egyértékű bázis keverésekor előbb az anyagmennyiségeket hasonlítsd össze.Erős, egyértékű sav és erős, egyértékű bázis keverésekor előbb az anyagmennyiségeket hasonlítsd össze.SavfeleslegH3O+ maradEkvivalenciaegyenlő mólszámBázisfeleslegOH− maradKoncentráción / Vössz
Ábra szöveges leírása
Állomás vagy anyagLényeg
SavfeleslegH3O+ marad
Ekvivalenciaegyenlő mólszám
BázisfeleslegOH− marad
KoncentrációnVössz
Erős, egyértékű sav és erős, egyértékű bázis keverésekor előbb az anyagmennyiségeket hasonlítsd össze.

Közömbösítés: ionok és együtthatók

Erős sav és erős bázis vizes reakciójának nettó ionegyenlete H3O+ + OH− → 2 H2O. A HCl + NaOH → NaCl + H2O egyenletben 1:1 az anyagmennyiség-arány. Ha 0,0200 dm3 0,150 moldm3 HCl-t közömbösítünk, n(HCl) = 0,00300 mol; 0,100 moldm3 NaOH-oldatból 0,0300 dm3 kell.

A közömbösítés a sav és bázis reakciója, a semleges kémhatás a végső oldat tulajdonsága. Gyenge sav vagy bázis sójánál az ekvivalenciapont pH-ja a hidrolízis miatt nem feltétlenül 7.

A feleslegben maradt ion koncentrációja

cfelesleg = nfeleslegVössz

Előbb a reakcióegyenletből számítsd ki, mennyi sav vagy bázis maradt feleslegben. A nevező a keverék teljes térfogata.

Kidolgozott példa: savfelesleg erős sav és lúg keverésekor

Feladat: 0,0300 dm3 0,100 moldm3-es HCl-oldatot 0,0200 dm3 0,100 moldm3-es NaOH-oldattal keverünk. A térfogatok összeadódnak. Mennyi a pH?

  1. Reakció: HCl + NaOH → NaCl + H2O; a mólarány 1:1.

  2. n(HCl) = 0,0300·0,100 = 0,00300 mol

    n(NaOH) = 0,0200·0,100 = 0,00200 mol

  3. n(HCl, felesleg) = 0,00300 − 0,00200 = 0,00100 mol

  4. A teljes térfogat 0,0500 dm3, ezért:

  5. [H3O+] = 0,001000,0500 = 0,0200 moldm3

    pH = −lg(0,0200) ≈ 1,70

Titrálás: ekvivalenciapont és végpont

Titráláskor ismert koncentrációjú mérőoldatot adagolunk a vizsgált mintához. Az ekvivalenciapontban a reagáló anyagok mennyisége a rendezett egyenlet szerinti arányban áll. Az indikátor színváltozásával észlelt végpont kísérleti jelzés; jó indikátor esetén közel esik az ekvivalenciaponthoz.

Egyszerű 1:1 erős sav–erős bázis titrálásnál cs · Vs = cb · Vb. Ezt ne alkalmazd ellenőrzés nélkül például H2SO4 és NaOH esetén: a teljes semlegesítéshez 1 mol savra 2 mol NaOH jut.

Sav–bázis titrálás berendezése és leolvasása

Sav–bázis titrálás berendezése és leolvasásaÁllványra rögzített bürettában 0,100 mol/dm^{3} NaOH-mérőoldat. A csapból cseppek hullanak a 25,0 cm^{3} HCl-mintát és fenolftaleint tartalmazó Erlenmeyer-lombikba. A kezdeti leolvasás 2,30 cm^{3}, a végső 20,30 cm^{3}, ezért a mérőoldat fogyása 18,00 cm^{3}. A végpontot a tartósan halvány rózsaszín szín jelzi.Bürettában: NaOH-mérőoldatc = 0,100 mol/dm3Kezdeti állás: 2,30 cm3Végső állás: 20,30 cm3Fogyás: 18,00 cm3Lombik: 25,0 cm3 HCl-minta+ fenolftaleinVégpont: halvány rózsaszín
Ábra szöveges leírása
Titrálási adatÉrték vagy szerep
Bürettában0,100 moldm3 NaOH-mérőoldat
Erlenmeyer-lombikban25,0 cm3 HCl-minta és fenolftalein
Kezdeti bürettaállás2,30 cm3
Végső bürettaállás20,30 cm3
Fogyás18,00 cm3
Végponttartósan halvány rózsaszín szín
Sav–bázis titrálás: a bürettából NaOH-mérőoldatot csepegtetünk a HCl-mintát és indikátort tartalmazó Erlenmeyer-lombikba.

Titrálás animáció, előkészítés, 0,00 másodperc

Titrálás animáció, előkészítés, 0,00 másodpercA büretta kezdeti állása 2,30 cm^{3}, a jelenlegi leolvasás 2,30 cm^{3}. A lombikban eredetileg 25,0 cm^{3} sósav volt. A titrálás végén 18,00 cm^{3} NaOH-mérőoldat fogy; a fenolftalein tartósan halvány rózsaszín lesz.Bürettában: NaOH-mérőoldatc = 0,100 mol/dm3Lombik: 25,0 cm3 HCl-minta+ fenolftalein1. Kiindulás: sav és indikátorKezdeti bürettaállás: 2,30 cm3A lombikban 25,0 cm3 HCl-oldat van.Fenolftaleinnel az oldat színtelen.
1 / 97 lépés0:00 / 0:24
Titrálás animáció, leolvasás és számítás, 24,00 másodpercA büretta kezdeti állása 2,30 cm^{3}, a jelenlegi leolvasás 20,30 cm^{3}. A lombikban eredetileg 25,0 cm^{3} sósav volt. A titrálás végén 18,00 cm^{3} NaOH-mérőoldat fogy; a fenolftalein tartósan halvány rózsaszín lesz.Bürettában: NaOH-mérőoldatc = 0,100 mol/dm3Lombik: 25,0 cm3 HCl-minta+ fenolftalein4. Leolvasás és számítás20,30 − 2,30 = 18,00 cm3 fogyásn(NaOH) = 0,001800 moln(HCl) = 0,001800 mol (1 : 1)c(HCl) = 0,0720 mol/dm318,00 cm3
  1. Titrálás animáció, előkészítés, 0,00 másodperc
  2. Titrálás animáció, előkészítés, 0,25 másodperc
  3. Titrálás animáció, előkészítés, 0,50 másodperc
  4. Titrálás animáció, előkészítés, 0,75 másodperc
  5. Titrálás animáció, előkészítés, 1,00 másodperc
  6. Titrálás animáció, előkészítés, 1,25 másodperc
  7. Titrálás animáció, előkészítés, 1,50 másodperc
  8. Titrálás animáció, előkészítés, 1,75 másodperc
  9. Titrálás animáció, előkészítés, 2,00 másodperc
  10. Titrálás animáció, előkészítés, 2,25 másodperc
  11. Titrálás animáció, előkészítés, 2,50 másodperc
  12. Titrálás animáció, előkészítés, 2,75 másodperc
  13. Titrálás animáció, csepegtetés, 3,00 másodperc
  14. Titrálás animáció, csepegtetés, 3,25 másodperc
  15. Titrálás animáció, csepegtetés, 3,50 másodperc
  16. Titrálás animáció, csepegtetés, 3,75 másodperc
  17. Titrálás animáció, csepegtetés, 4,00 másodperc
  18. Titrálás animáció, csepegtetés, 4,25 másodperc
  19. Titrálás animáció, csepegtetés, 4,50 másodperc
  20. Titrálás animáció, csepegtetés, 4,75 másodperc
  21. Titrálás animáció, csepegtetés, 5,00 másodperc
  22. Titrálás animáció, csepegtetés, 5,25 másodperc
  23. Titrálás animáció, csepegtetés, 5,50 másodperc
  24. Titrálás animáció, csepegtetés, 5,75 másodperc
  25. Titrálás animáció, csepegtetés, 6,00 másodperc
  26. Titrálás animáció, csepegtetés, 6,25 másodperc
  27. Titrálás animáció, csepegtetés, 6,50 másodperc
  28. Titrálás animáció, csepegtetés, 6,75 másodperc
  29. Titrálás animáció, csepegtetés, 7,00 másodperc
  30. Titrálás animáció, csepegtetés, 7,25 másodperc
  31. Titrálás animáció, csepegtetés, 7,50 másodperc
  32. Titrálás animáció, csepegtetés, 7,75 másodperc
  33. Titrálás animáció, csepegtetés, 8,00 másodperc
  34. Titrálás animáció, csepegtetés, 8,25 másodperc
  35. Titrálás animáció, csepegtetés, 8,50 másodperc
  36. Titrálás animáció, csepegtetés, 8,75 másodperc
  37. Titrálás animáció, csepegtetés, 9,00 másodperc
  38. Titrálás animáció, csepegtetés, 9,25 másodperc
  39. Titrálás animáció, csepegtetés, 9,50 másodperc
  40. Titrálás animáció, csepegtetés, 9,75 másodperc
  41. Titrálás animáció, csepegtetés, 10,00 másodperc
  42. Titrálás animáció, csepegtetés, 10,25 másodperc
  43. Titrálás animáció, csepegtetés, 10,50 másodperc
  44. Titrálás animáció, csepegtetés, 10,75 másodperc
  45. Titrálás animáció, csepegtetés, 11,00 másodperc
  46. Titrálás animáció, csepegtetés, 11,25 másodperc
  47. Titrálás animáció, csepegtetés, 11,50 másodperc
  48. Titrálás animáció, csepegtetés, 11,75 másodperc
  49. Titrálás animáció, csepegtetés, 12,00 másodperc
  50. Titrálás animáció, csepegtetés, 12,25 másodperc
  51. Titrálás animáció, csepegtetés, 12,50 másodperc
  52. Titrálás animáció, csepegtetés, 12,75 másodperc
  53. Titrálás animáció, csepegtetés, 13,00 másodperc
  54. Titrálás animáció, csepegtetés, 13,25 másodperc
  55. Titrálás animáció, csepegtetés, 13,50 másodperc
  56. Titrálás animáció, csepegtetés, 13,75 másodperc
  57. Titrálás animáció, csepegtetés, 14,00 másodperc
  58. Titrálás animáció, csepegtetés, 14,25 másodperc
  59. Titrálás animáció, csepegtetés, 14,50 másodperc
  60. Titrálás animáció, csepegtetés, 14,75 másodperc
  61. Titrálás animáció, csepegtetés, 15,00 másodperc
  62. Titrálás animáció, csepegtetés, 15,25 másodperc
  63. Titrálás animáció, csepegtetés, 15,50 másodperc
  64. Titrálás animáció, csepegtetés, 15,75 másodperc
  65. Titrálás animáció, csepegtetés, 16,00 másodperc
  66. Titrálás animáció, csepegtetés, 16,25 másodperc
  67. Titrálás animáció, csepegtetés, 16,50 másodperc
  68. Titrálás animáció, csepegtetés, 16,75 másodperc
  69. Titrálás animáció, csepegtetés, 17,00 másodperc
  70. Titrálás animáció, csepegtetés, 17,25 másodperc
  71. Titrálás animáció, csepegtetés, 17,50 másodperc
  72. Titrálás animáció, csepegtetés, 17,75 másodperc
  73. Titrálás animáció, végpont, 18,00 másodperc
  74. Titrálás animáció, végpont, 18,25 másodperc
  75. Titrálás animáció, végpont, 18,50 másodperc
  76. Titrálás animáció, végpont, 18,75 másodperc
  77. Titrálás animáció, végpont, 19,00 másodperc
  78. Titrálás animáció, végpont, 19,25 másodperc
  79. Titrálás animáció, végpont, 19,50 másodperc
  80. Titrálás animáció, végpont, 19,75 másodperc
  81. Titrálás animáció, leolvasás és számítás, 20,00 másodperc
  82. Titrálás animáció, leolvasás és számítás, 20,25 másodperc
  83. Titrálás animáció, leolvasás és számítás, 20,50 másodperc
  84. Titrálás animáció, leolvasás és számítás, 20,75 másodperc
  85. Titrálás animáció, leolvasás és számítás, 21,00 másodperc
  86. Titrálás animáció, leolvasás és számítás, 21,25 másodperc
  87. Titrálás animáció, leolvasás és számítás, 21,50 másodperc
  88. Titrálás animáció, leolvasás és számítás, 21,75 másodperc
  89. Titrálás animáció, leolvasás és számítás, 22,00 másodperc
  90. Titrálás animáció, leolvasás és számítás, 22,25 másodperc
  91. Titrálás animáció, leolvasás és számítás, 22,50 másodperc
  92. Titrálás animáció, leolvasás és számítás, 22,75 másodperc
  93. Titrálás animáció, leolvasás és számítás, 23,00 másodperc
  94. Titrálás animáció, leolvasás és számítás, 23,25 másodperc
  95. Titrálás animáció, leolvasás és számítás, 23,50 másodperc
  96. Titrálás animáció, leolvasás és számítás, 23,75 másodperc
  97. Titrálás animáció, leolvasás és számítás, 24,00 másodperc

A lejátszás kézzel indul. A csúszkával bármelyik képkockára ugorhatsz.

Titrálás 24 másodpercben: a bürettából 0,100 mol/dm3 koncentrációjú NaOH-oldatot adagolunk a 25,0 cm3 ismeretlen koncentrációjú HCl-mintához. A végpontnál 18,00 cm3 mérőoldat fogyott.
Példa: ismeretlen sósav koncentrációja titrálással

A lombikba pipettával 0,0250 dm3 HCl-oldatot mérünk, és hozzáadunk néhány csepp fenolftaleint. A bürettában 0,100 moldm3-es NaOH-mérőoldat van. A bürettán a kezdeti leolvasás 0,00230 dm3, a végső 0,02030 dm3; a fogyás tehát 0,01800 dm3. A végpontot a tartósan halvány rózsaszín árnyalat jelzi.

HCl + NaOH → NaCl + H2O, ezért az anyagmennyiségek aránya 1:1. n(NaOH) = 0,100 moldm3 · 0,01800 dm3 = 0,001800 mol; ennyi HCl volt a mintában. c(HCl) = 0,001800 mol0,0250 dm3 = 0,0720 moldm3. A fogyás a két leolvasás különbsége, nem a végső leolvasás.

Gyors döntési tábla szavakkal

Ha a feladat csak pH-t ad, először alakítsd ionkoncentrációvá. Ha oldattérfogat is szerepel, számíts anyagmennyiséget. Ha sav és bázis találkozik, a rendezett egyenlet szerint vonj ki. Ha gyenge sav vagy bázis szerepel és egyensúlyi állandót adnak meg, a reakció utáni állapothoz egyensúlyi összefüggés is kell. Csak a végén képezz pH-t.

Végigszámolt középszintű példa

Egy 0,0100 dm3 0,0200 moldm3 HCl-oldatot 0,1000 dm3-re hígítunk.
n(HCl) = 0,0100 dm3·0,0200 moldm3 = 2,00·10−4 mol;
cúj = 2,00·10−40,1000 = 0,00200 moldm3.
Innen pH = −lg(0,00200) ≈ 2,70.
A pH nőtt, de nem 10-szeresére.

Öt hiba, amelyet a vizsgán elkerülhetsz

Ne átlagold a pH-kat; ne használj cm3-t dm3 helyett az n = c·V képletben; ne feledkezz meg az egyenlet együtthatóiról; a felesleget mindig az össztérfogattal oszd; és ne állítsd, hogy minden ekvivalenciapont pH-ja 7. A végső pH-t józanul ellenőrizd: savfeleslegnél savas, bázisfeleslegnél lúgos legyen.

Felidéző gyakorlás

Mennyi 0,100 moldm3 NaOH-oldat kell 0,0200 dm3 0,150 moldm3 HCl teljes közömbösítéséhez?

Válaszolj a kérdésre, majd ellenőrizd a válaszod, és olvasd el a magyarázatot. Ebben a gyakorló nézetben a válaszokat nem mentjük.

Válassz egy választ
Középszintű követelmények · 4.7

Az OH 4.7 középszintű követelménye, 81. PDF-oldal: alkalmazd az egész számú pH és az erős savak, bázisok vizes oldatának oxónium- vagy hidroxidion-koncentrációja közötti kapcsolatot, és értsd a vízionszorzatot. 25 °C-on pH + pOH = 14; semleges oldatban a két ion koncentrációja egyenlő. A jegyzet nem egész pH-jú példái a számológép használatát gyakoroltatják; a középszintű közömbösítési számpéldák a 4.4 sztöchiometriájához is kapcsolódnak. A különböző pH-jú oldatok keverésének és a titrálásnak a számítását a 4.7 emelt oszlopa nevezi meg.

Önellenőrzés a mintafeladat előtt

  • A pH-ból számított koncentráció mértékegységét mindig kiírom.
  • Keverésnél és titrálásnál előbb anyagmennyiséget számolok, és csak az utolsó lépésben osztok a végső térfogattal.
  • Közömbösítésnél a rendezett egyenlet együtthatóit használom.
  • Emelt szinten a gyenge elektrolit közelítését disszociációfokkal ellenőrzöm, és nem átlagolom a pH-értékeket.
Középszintű érettségi mintafeladat

0,0250 dm3 0,0100 moldm3 HCl-oldatot 0,2500 dm3-re hígítunk.
A hígított oldat 0,0200 dm3-es részletét 0,00500 moldm3 NaOH-oldattal teljesen közömbösítjük.
A hőmérséklet 25 °C. 12 pont.

  1. Számítsd ki a hígítás előtti HCl anyagmennyiségét. (2 pont)
  2. Határozd meg a hígított oldat koncentrációját, pH-ját és pOH-ját. (4 pont)
  3. Írd fel a közömbösítés egyenletét, és számítsd ki a vizsgált részlet HCl-anyagmennyiségét. (3 pont)
  4. Mekkora NaOH-oldattérfogat szükséges az ekvivalenciához? (3 pont)
Középszintű mintamegoldás és részletes pontozás
  1. Számítsd ki a hígítás előtti HCl anyagmennyiségét. (2 pont)V = 0,0250 dm3 (1 pont), ezért n(HCl) = 0,0100·0,0250 = 2,50·10−4 mol (1 pont).
  2. Határozd meg a hígított oldat koncentrációját, pH-ját és pOH-ját. (4 pont)cúj = 2,50·10−40,2500 = 0,00100 moldm3 (2 pont);
    pH = 3,00 (1 pont);
    pOH = 11,00 (1 pont).
  3. Írd fel a közömbösítés egyenletét, és számítsd ki a vizsgált részlet HCl-anyagmennyiségét. (3 pont)HCl + NaOH → NaCl + H2O (1 pont);
    V = 0,0200 dm3, így n(HCl) = 0,0200·0,00100 = 2,00·10−5 mol (2 pont).
  4. Mekkora NaOH-oldattérfogat szükséges az ekvivalenciához? (3 pont)Az 1:1 arány miatt n(NaOH) = 2,00·10−5 mol (1 pont);
    V(NaOH) = nc = 0,00400 dm3 (2 pont).

Összesen: 12 pont. A pH a hígított HCl-oldatra vonatkozik;
az ekvivalenciánál a térfogatot a reakció anyagmennyiség-arányából határozzuk meg.

Források

Kapcsolódó források

Tankönyv: Kémia 9–10., I. kötet, 92–99. nyomtatott oldal, 20–21. lecke. Követelmény: OH 4.7, 81–82. PDF-oldal. A számpéldák és ábrák saját szemléltetések.

Titrálási görbe és indikátorválasztás: OpenStax 14.7. Egyensúlyi állandó és konjugált párok: OpenStax 14.3.