Egy szerves bázis 0, 02 M oldatának pH-ja 10, 06.18-cm3 –ét 180 cm3-re hígítjuk desztillált vízzel. Mennyivel lesz kisebb a pH-ja a hígítás után, mint egy 0, 04 m/m %-os NaOH-oldatnak? M (NaOH) =40, 0 g/mol, a NaOH oldat sűrűsége 1,1 g/cm3

Először ki kell számolnunk a bázisunk bázisállandóját. Mivel a szerves bázisok gyengék, ezért egyensúlyi reakciójuk van vízzel, azaz, ha a bázist B-vel jelölöm:

B + H2O <---> BH(+) + OH(-)

Itt a bázikus pH-t az OH-ionok okozzák, de mivel egyensúlyi a reakció, így nincs sok belőlük, ezért lesz ő gyenge bázis. Mint tudjuk, az egyensúlyi reakciót jellemzi egy K állandó, amelyet ezesetben Kb bázisállandóval jelölnek, (amiből a vizet ki kell hagyni mert annak a mennyisége közel állandó a reakció során), tehát a K definíciója: a termékek egyensúlyi koncentrációját a megfelelő sztöchiometriai hatványra emeljük, és leosztjuk a kiindulási anyagokéval, szintén a megfelelő hatványon. Itt könnyű dolgunk van, mindenből 1 van az egyenletben, így a Kb=[BH+]*[OH-]/[B]. Mennyi lesz ezen anyagok koncentrációja egyensúlyban? Hát a BH+ és az OH- ugyanannyi, mert 1 molekula B bázis átalakulása esetén 1-1db keletkezik mindkettőből, legyen az ő nevük x. A B bázis mennyisége meg 0,02M volt eredetileg, ebből fogyott x, tehát ő c0-x (c0-val jelöltem a kiindulási koncentrációt, ami itt 0,02M), így a képletünk Kb=x^2/(c0-x) ezt érdemes kívülről megjegyezni. Itt most Kb értékét kell tudnunk, így x-et még ki kell számolni. Mivel x=[OH-] hiszen így jelöltem, így a pH-ból kiszámítható az x:

pH=14-pOH, így pOH=4, illetve [OH-]=10^(-pOH)=10^(-4)M

Behelyettesítve Kb=(10^-4)^2/(0,02-10^-4)

Ezután veszünk 6,18 cm3-t és felhígítjuk. Ebben volt n=c*V=0,02*0,00618= 0,0001236 mol bázis, ezt hígítjuk 180 cm3-re, ezért az új koncentráció: c=n/V=0,0001236/0,18=0,0006867 M.

Tudjuk hogy Kb=x^2/(c0-x) ahol Kb értéke már ismert hiszen előbb kiszámoltuk, c0 az ami megváltozott hiszen felhígítottuk, 0,02 helyett már 0,0006887 az értéke, és ezúttal x az ismeretlen, meg kell oldani az így adódó másodfokú egyenletet. Ebből x kijön (emlékeztetőül: x=[OH-]) és innen már csak pOH=-lg x és pH=14-pOH. Ott tartunk hogy megvan a hígított szerves bázis pH-ja, már csak össze kell hasonlítani a NaOH oldatéval. Vegyünk belőle 100g-ot, ennek a 0,04%-a 0,04g, ennyi oldott NaOH van benne, ami n=m/M=0,04/40=0,001 mol. A 100g oldat amit vizsgálunk, az a sűrűség alapján V=m/ró=100/1,1=90,91 cm3=0,09091 dm3. A koncentráció: c=n/V=0,001/0,09091=0,011 M. Mivel ez erős bázis, ezért ez egyben az OH- ionok koncentrációja is. pOH=-lg(0,011), pH=14-pOH, és kész, össze kell hasonlítani a két pH-t.

Elnézést ha nagyon hosszú lett, de célul tűztem ki hogy mindent rendesen elmagyarázok, mivel ennek akkor van értelme ha meg is érti a diák, nem csak felcseszek 2 képletet és megmondom hogy annyi :D Ezért aztán jó bonyolult is lett, szóval szólj bártan ha nem lenne világos valami. U.I.: Remélem nem haragszol, a számolásokat már nem írtam be számológépbe, azt rád hagynám :)