Răspuns:
Notăm:
Considerăm că avem o bază cu o singură grupare OH; o notăm BOH. Cele două soluții conțin aceeași BOH, dar în concentrații molare diferite. Este un caz de diluarea concentrației molare, a soluției concentrate prin amestecare cu soluția diluată.
V1= volumul soluției cu pH=10, (L)
V2=volumul soluției cu pH=13, (L)
V3= volumul soluției finale cu pH=12, (L)
CM H(+)= concentrația molară a ionilor de H(+) (mol/L, sau M)
C M OH(-)= concentrația molară a ionilor de OH(-) (mol/L)= C M BOH
CM BOH= concentrația molară a bazei, care disociază total în ioni de OH(-) și cationul B(+), care este acidul conjugat bazei respective
pH=-lg CM H(+); pOH= 14-pH;
C M OH(-)= CM BOH = 10 exp (-pH)
C M = n moli /Vs (mol/L)
Calcule:
1) Calculăm pOH la cele două soluții:
pOH 1= 14-10=4
pOH2=14-13=1
2) Calculăm CM de BOH în cele două soluții, din pOH:
CM 1 BOH = 10⁻⁴ M (mol/L)- diluată
C M 2 BOH = 10⁻¹ M -concentrată
3) Calculăm n moli de BOH din cele două soluții:
n moli 1 BOH = CM1.V1=10⁻⁴.V1, moli
n moli 2 BOH = CM2.V2=10⁻¹.V2, moli
4) Calculăm pOH și n moli BOH la soluția finală cu volum V3 (L):
pOH 3 = 14-12=2;
C M3 BOH = 10⁻² M
n moli 3 BOH = 10⁻². V3, moli
5) Scriem relația dintre numărul de moli de BOH din cele trei soluții și dintre volumele soluțiilor:
n moli 3= n moli 1+ n moli 2
V3= V1+V2
6) Introducem datele în relația n moli 3 și rezolvăm raportul de amestecare V1 cu V2:
10⁻².V3=10⁻¹.V2 + 10⁻⁴. V1
10⁻²(V1+V2) = 10⁻¹.V2+ 10⁻⁴.V1
10⁻².V1 -10⁻⁴.V1= 10⁻¹.V2-10⁻².V2
10⁻²V1(1-10⁻²) = 10⁻¹.V2( 1-10⁻¹)/ : 10⁻¹
0,099 V1 = 0,9.V2
V1/V2= 0,9/0,099= 900/99=100/11
R: V1: V2=100:11
Explicație:
Vă propun să lucrăm cu pOH-ul, în loc de pH, fiindcă avem soluții de bază, care se amestecă (pH-ul dat în problemă este cuprins în domeniul bazic, 7-14).
Schema rezolvării este:
pOH=14-pH
din pOH ⇒C M de OH(-) =CM BOH(bază)⇒n moli BOH din cele două soluții care se amestecă cu volumele: V1 (L) și V2(L) și produc soluția finală, cu Volum V3(L); V3=V1+V2
↓
din CM final, cu pH=12(pOH=2) și V3⇒n moli final de BOH
↓
n moli final de BOH = suma numărului de moli de BOH din cele două soluții
↓
ajungem la o ecuație cu V1 și V2, fiindcă am exprimat numărul de moli cu relația: n moli = CM .Vs
Din această ecuație vom calcula raportul de amestecare al volumelor, V1 cu V2.
V1 va fi mai mare, față de V2, fiindcă soluția este mai diluată.
