Ιοντική Ισορροπία: Ανάμιξη διαλυμάτων

Παρατηρήσεις για τη λύση πιο σύνθετων ασκήσεων

Ασκήσεις με προσθήκη ισχυρού οξέος ή βάσης σε διάλυμα που περιέχει δύο ηλεκτρολύτες

οι οποίοι αντιδρούν και οι δύο με το οξύ ή τη βάση

1. Όταν γνωρίζουμε τα αρχικά moles όλων των αντιδρώντων:

Εδώ, οι συνηθέστερες περιπτώσεις είναι οι ακόλουθες:

(α) Το διάλυμα περιέχει ένα ισχυρό και ένα ασθενές οξύ ή μια ισχυρή και μία

ασθενή βάση

π.χ. Διάλυμα HCl και CH3COOH που προστίθεται NaOH ή διάλυμα NaOH και NH3 που

προστίθεται HCl.

(β) Το διάλυμα περιέχει δύο ισχυρά οξέα ή δύο ισχυρές βάσεις ή δύο άλατα που

έχουν ένα ίδιο ιόν το οποίο προέρχεται από ασθενές οξύ ή βάση

π.χ. Διάλυμα HCl και ΗΝΟ3 που προστίθεται NaOH ή διάλυμα NaOH και ΚΟΗ που

προστίθεται HCl ή διάλυμα CH3COOΝa και CH3COOΚ που προστίθεται HCl ή διάλυμα

NH4Cl και NH4Br που προστίθεται NaOH.

(γ) Το διάλυμα περιέχει δύο ασθενή οξέα ή δύο ασθενείς βάσεις με μεγάλη διαφορά

στις τιμές των Ka ή των Kb ή δύο άλατα των οποίων τα ανιόντα ή τα κατιόντα

προέρχονται από ασθενές οξύ ή βάση και έχουν (τα ιόντα) μεγάλη διαφορά στις τιμές των

Ka ή των Kb

π.χ. Διάλυμα HΑ (Ka=10-4) και ΗΓ (Ka =10-7) που προστίθεται NaOH ή διάλυμα Β1 (Kb =

10-4) και Β2 (Kb=10-8) που προστίθεται HCl ή διάλυμα ΝaA (Kb=10-10) και NaΓ (Kb=10-7)

που προστίθεται HCl ή διάλυμα Β1ΗCl (Ka=10-10) και B2HCl (Ka=10-6) που προστίθεται

NaOH.

(δ) Το διάλυμα περιέχει δύο ασθενή οξέα ή δύο ασθενείς βάσεις με παραπλήσιες

τιμές των Ka ή των Kb ή δύο άλατα των οποίων τα ανιόντα ή τα κατιόντα προέρχονται

από ασθενές οξύ ή βάση και έχουν (τα ιόντα) παραπλήσιες τιμές των Ka ή των Kb

π.χ. Διάλυμα ΗCOOH (Ka=10-4) και CH3COOH (Ka=10-5) που προστίθεται NaOH ή διάλυμα

CH3NH2 (Kb=10-4) και NH3 (Kb=10-5) που προστίθεται HCl ή διάλυμα ΗCOOΝa (Kb(HCOO-)

=10-10) και CH3COONa (Kb(CH3COO-) =10-9) που προστίθεται HCl ή διάλυμα CH3NH3Cl

(Ka(CH3NH3+) =10-10) και NH4Cl (Ka(NH4+) =10-9) που προστίθεται NaOH.

Στις παραπάνω περιπτώσεις, δουλεύουμε γενικά ως εξής:

i) Γράφουμε πρώτα την αντίδραση του ισχυρότερου ηλεκτρολύτη με τον προστιθέμενο στο

διάλυμα ηλεκτρολύτη (1ο πινακάκι) και αν περισσέψει ποσότητα του προστιθέμενου

ηλεκτρολύτη γράφουμε και την αντίδραση του ασθενέστερου ηλεκτρολύτη με τον

προστιθέμενο ηλεκτρολύτη (2ο πινακάκι).

Αν έχω δύο ισχυρούς ηλεκτρολύτες στο διάλυμα κάνω το ίδιο, ξεκινώντας από όποιον

ηλεκτρολύτη θέλω.

ii) Αν καταλαβαίνω από τα δεδομένα της άσκησης ότι γίνεται:

A) πλήρης αντίδραση και των δύο ηλεκτρολυτών, φτιάχνω τα πινακάκια έτσι ώστε στο τέλος,

σε κάθε πινακάκι, να έχει αντιδράσει όλη η ποσότητα καθενός από τους δύο ηλεκτρολύτες,

B) πλήρης αντίδραση του προστιθέμενου ηλεκτρολύτη, φτιάχνω τα πινακάκια έτσι ώστε στο

τέλος, δηλαδή στο 2ο πινακάκι, να έχει αντιδράσει όλη η ποσότητα του προστιθέμενου

ηλεκτρολύτη

iii) Αν έχω την περίπτωση διαλύματος (β) (2 ισχυροί ηλεκτρολύτες) ή την περίπτωση

διαλύματος (δ) (2 ασθενείς ηλεκτρολύτες με παραπλήσιες τιμές Κa ή Kb) και δεν αντιδρούν

πλήρως και οι δύο ηλεκτρολύτες, υποθέτω στο 1ο πινακάκι ότι αντιδρά ένα μέρος, π.χ. x mol,

της αρχικής ποσότητας του πρώτου ηλεκτρολύτη και στο 2ο πινακάκι ένα μέρος της αρχικής

ποσότητας του δεύτερου ηλεκτρολύτη. Στο 2ο πινακάκι φυσικά, ο προστιθέμενος

ηλεκτρολύτης θα αντιδράσει πλήρως (θα εξαντληθεί η ποσότητά του).

2. Όταν δε γνωρίζουμε τα αρχικά moles όλων των αντιδρώντων (ασκήσεις διερεύνησης):

Εδώ θα δούμε ασκήσεις μόνο από την περίπτωση (α) παραπάνω, δηλαδή να έχουμε στο

διάλυμα έναν ισχυρό και έναν ασθενή ηλεκτρολύτη, όπου όμως δε γνωρίζουμε τα αρχικά mol

του προστιθέμενου ηλεκτρολύτη με τον οποίον αντιδρούν αλλά μας δίνεται συνήθως το pH του

τελικού διαλύματος. Σε αυτήν την περίπτωση κάνουμε διερεύνηση, εξετάζοντας με τη σειρά

τις εξής περιπτώσεις:

α) Αντιδρούν πλήρως τόσο οι δύο ηλεκτρολύτες όσο και ο προστιθέμενος ηλεκτρολύτης

(στοιχειομετρική αναλογία)

β) Αντιδρούν πλήρως και οι δύο ηλεκτρολύτες και περισσεύει ποσότητα του προστιθέμενου

ηλεκτρολύτη (περίσσεια του προστιθέμενου ηλεκτρολύτη)

γ) Αντιδρά πλήρως ο ισχυρός ηλεκτρολύτης και μερικώς ο ασθενής ηλεκτρολύτης

δ) Αντιδρά πλήρως ο ισχυρός ηλεκτρολύτης και καθόλου ο ασθενής

ε) Αντιδρά μερικώς ο ισχυρός ηλεκτρολύτης και καθόλου ο ασθενής.

Μόνο μία από τις παραπάνω περιπτώσεις θα με οδηγήσει σε λύση που συμφωνεί με

τα δεδομένα της εκφώνησης, π.χ. το pH του τελικού διαλύματος

* Το πιο πιθανό είναι μία από τις τρεις πρώτες περιπτώσεις να με οδηγήσει στη λύση.