Ainemäärän laskeminen happovakion avulla

Kysymys:

Kuinka suuri ainemäärä tarvitaan yhdenarvoista happoa kun valmistetaan 0,3 litraa happoliuosta, jonka pH = 2,34 ? Hapon happovakio (Ka) on 1,23e-4 mol/l


Täsmennykset:

• 1,0e-3 =1,0 · 10^-3
• yhdenarvoinen happo on happo, joka luovuttaa yhden protonin

Ratkaisu:

Kyseessä on happo joten,

[HA] + [H2O] = [H3O+] + [A-]

• [HA] on happo ja [A-] on vastinemäs

Oksoniumionien konsentraatio saadaan,

[H3O+] = 10^-pH
[H3O+] = 10^-2.34

[H3O+] = 4,570...e-3

Taulukoidaan

	HA(aq)	H2O (l)	<-=->	H3O+	A-
c alku	a	-		0	0
c muutos	-4,570...e-3	-		+4,570...e-3	+4,570...e-3
c loppu	0	-		4,570...e-3	4,570...e-3

Saadaan toiseen asteen yhtälö

Ka = [H3O+][A-] / [HA]

1,23e-4           = (4,570...e-3)² / a-4,570...e-3

(4,570...e-3)   = 1,23e-4 · (a-4,570...e-3)

2.09949e-5    = 1,23e-4a - 5,6211e-7

1,23e-4a         = 2.09949e-5 + 5,6211e-7

a                       = 0.1743659... mol/l

Josta edelleen saadaan,

c = n / V

n = c · V

n = 0.1743659... mol/l · 0,3 l 

n = 0.05230977 mol

n ~ 0.052 mol

Vastaus: Tarvitaan noin 0.052 mol