Sav-bázis egyensúly

Savak és bázisok hígítása és keverése – pH-változás

A hígítás és a keverés feladatai azért buktatósak, mert a pH nem lineárisan változik. Tízszeres hígítás egy egységgel változtatja a pH-t — aki ezt megérti, annak a feladattípus fele már megvan.

Mit kell tudni erről a témakörről az emelt szintű érettségin?

  • Hígításkor az oldott anyag anyagmennyisége nem változik: c₁·V₁ = c₂·V₂.
  • Erős sav tízszeres hígítása 1 egységgel növeli a pH-t.
  • Bármilyen erős a hígítás, savból nem lehet lúgos oldat: a pH 7-hez tart, de nem lépi át.
  • Sav és bázis keverésekor először közömbösítés történik, majd a feleslegből számolunk pH-t.
  • A közömbösítés egyenlete: H⁺ + OH⁻ → H₂O.
  • Keveréskor a végtérfogat a két térfogat összege, és ezzel kell osztani a felesleg anyagmennyiségét.

Kidolgozott mintafeladat

Összeöntünk 100 cm³ 0,1 mol/dm³ sósavat és 150 cm³ 0,1 mol/dm³ nátrium-hidroxid-oldatot. Mekkora lesz a pH?

Megoldás

  1. 1n(HCl) = 0,1 · 0,1 = 0,01 mol; n(NaOH) = 0,15 · 0,1 = 0,015 mol.
  2. 2A közömbösítés 1:1 arányú, tehát 0,01 mol sav és 0,01 mol lúg semlegesíti egymást.
  3. 3Feleslegben marad lúg: 0,015 − 0,01 = 0,005 mol OH⁻.
  4. 4A végtérfogat: 100 + 150 = 250 cm³ = 0,25 dm³.
  5. 5[OH⁻] = 0,005 / 0,25 = 0,02 mol/dm³.
  6. 6pOH = −lg(0,02) ≈ 1,7, tehát pH = 14 − 1,7 = 12,3.

Az oldat pH-ja kb. 12,3 — a lúgfelesleg miatt lúgos.

Tipikus hibák, amiket érdemes elkerülni

  • A pH-értékeket egyszerűen átlagolják — ez matematikailag értelmetlen, mert a pH logaritmikus skála.
  • A végtérfogatot elfelejtik összeadni, és az eredeti térfogattal osztanak.
  • Nem nézik meg, melyik van feleslegben, és rossz irányból számolnak.

Nézd meg a teljes videóleckét ebből a témakörből

Czirók Ede kb. 40 perces videójában lépésről lépésre, több kidolgozott feladaton keresztül vezeti végig a témakört. Regisztráció után egy perces előnézetet ingyen megnézhetsz.

Megnézem a(z) 24. videótIngyenes előnézet

Gyakori kérdések

Miért nem lehet a pH-kat átlagolni keveréskor?

Mert a pH logaritmikus mennyiség, az anyagmennyiségek viszont összeadódnak. Egy pH 1-es és egy pH 3-as oldat összeöntése nem pH 2-t ad. Mindig a hidrogénionok anyagmennyiségével kell számolni, azt osztani a végtérfogattal, és csak az így kapott koncentrációból számolni pH-t.

Mennyivel változik a pH tízszeres hígításkor?

Erős savnál pontosan egy egységgel nő (pl. pH 2-ből pH 3 lesz), mert a koncentráció tizedére csökken, és a logaritmus miatt ez egy egységnyi eltolódás. A hígítás azonban sosem viszi át a savat lúgos tartományba: a pH legfeljebb 7-hez közelít.