Kémiai feladat. Segitség?

Amit tudunk:

pH=2

Ks=1,32*10^-5

Ha tudjuk a pH-t, akkor tudjuk a hidrogénion-koncentrációt is. A pH definíciószerűen: pH=-lg[H+]. Ebből kifejezve [H+]-t:

[H+]=10^-pH=10^(-2)=0,01 mol/dm^3, tehát a savkoncentráció c=0,01 M.

Erős sav esetén a protondisszociáció 100%-osnak vehető.

A disszociáció egyenlete:

H2SO4 + 2H2O -> 2H3O+ + SO4(2-)

Tudjuk [H3O+] koncentrációját (az volt a [H+], azaz a hidrogénion koncentrációja). Feltesszük, hogy a térfogat mindvégig állandó 1 dm^3 (ez szabadon választható, a jövőben ki fog esni az egyenletekből), ekkor számolhatunk a koncentrációkkal anyagmennyiségek helyett:

n(H3O+)/n(H2SO4)=c(H3O+)/c(H2SO4)=2/1, tehát c(H2SO4)=c(H3O+)/2=0,005 M.

Gyenge egyértékű sav esetén (mint a propánsav) a következő képletet kell használni:

Ks=[H+]^2/(c(sav)-[H+])

Ks, [H+] ismert, c(sav) keresendő.

Rendezés és behelyettesítés után kijön, hogy c(sav)=7,5858 M.

a, c(sav)/c(H2SO4)=7,5858/0,005=1517,16-szor nagyobb a propánsav koncentrációja a kénsavénál.

Higítás esetén mivel savasak a kémhatások, nőni fog a pH-érték (konvergál a semleges 7-es értékhez). Ennélfogva az új pH-érték 3, ennél az új hidrogénion-koncentráció [H+]'=10^-3=0,001 M.

Ha előzőleg a kénsavoldatban volt 0,005 mol H2SO4 (V=1 dm^3 oldat esetén c(H2SO4)=0,005 M), akkor:

c'(H2SO4)=n(H2SO4)/V', átrendezve és behelyettesítve:

V'(H2SO4)=n(H2SO4)/c'(H2SO4)=0,005/0,001=5 dm^3

V'/V=5/1=5, tehát a kénsavoldatot ötszörösére kell higítani ahhoz, hogy a pH-ja 1-gyel változzon.

Propánsav esetén behelyettesítve és átrendezve a képletét megkapjuk a c'(sav)=0,0767 M-os koncentrációt.

Ha előzőleg 1 dm^3-t feltételeztünk nála is, akkor a sav anyagmennyisége n(sav)=c(sav)*V=7,5858 mol.

Visszahelyettesítve a koncentráció definícióegyenletébe:

c'(sav)=n(sav)/V'(sav) -> V'(sav)=n(sav)/c'(sav)=7,5858/0,001=758,58 dm^3

V'(sav)/V(sav)=758,58/1=758,58-szorosára kell higítani a propánsavat, hogy pH-ja eggyel változzon.