Ile wynosi pH roztworu aniliny, którego stężenie to 10^-2 mol/dm³? Stała dysocjacji zasadowej to 7,41 • 10^-10.

Krok 1: Zapisz dane. Informację o stężeniu i stałej dysocjacji uzyskujemy z treści zadania.

C = 10^-2 mol/dm³

K_b = 7,71 • 10^-10

Krok 2: Zastanów się, czym jest pH. Jest to wartość równa ujemnemu logarytmowi ze stężenia jonów wodorowych. Stężenie jonów H⁺ dostępne jest we wzorze na stałą dysocjacji (α):

α = [H⁺] : C

Zwróć uwagę, że w zadaniu podano nam stałą dysocjacji zasadowej. Stąd analogicznie uzyskujemy:

α = [OH^-] : C

Do użycia wzoru brakuje nam również wartości stałej dysocjacji. Obliczamy ją ze wzoru:

Według prawa rozcieńczeń Ostwalda, gdy iloraz stężenia i stałej dysocjacji K jest większy niż 400, można skorzystać ze wzoru uproszczonego na K i pominąć mianownik równania:

Korzystamy z uproszczonego wzoru i rozwiązujemy równanie:

Krok 3: Mamy dostępną wartość stopnia dysocjacji i stężenie. Wracamy do początku punktu drugiego i rozwiązujemy równanie:

Krok 4: Wartość stężenia jonów wodorotlenkowych podstawiamy do wzoru na pOH (analogicznie jak w pH).

pOH = -log[OH^-] = -log(2,72 • 10^-6) = 5,57

Krok 5: Suma wartości pH i pOH to zawsze 14. Znamy wartość pOH, więc liczymy wartość pH.

pOH + pH = 14 → pH = 14 - pOH = 14 - 5,57 = 8,43