W roztworach wodnych pH zależy od stężenia jonów wodorowych, a w przypadku mocnych zasad najwygodniej wyznacza się je przez pOH.
1) Liczba moli KOH
Korzystamy ze wzoru: n = m / M.
m = 1,4025 g, MKOH = 56,1 g/mol, więc:
n = 1,4025 / 56,1 = 0,0250 mol.
2) Stężenie molowe roztworu
Kolba miarowa 250 cm3 odpowiada 0,250 dm3 (0,250 L).
Stężenie: c = n / V = 0,0250 mol / 0,250 dm3 = 0,100 mol/dm3.
3) Powiązanie z jonami OH−
KOH jest mocną zasadą, przyjmujemy pełną dysocjację w wodzie: KOH → K+ + OH−.
Oznacza to, że stężenie jonów OH− jest równe stężeniu KOH: [OH−] = 0,100 mol/dm3.
4) Obliczenie pOH i pH
Definicja: pOH = −log[OH−].
Dla 0,100 = 10−1 otrzymujemy: pOH = 1.
Następnie (dla 25°C) zachodzi zależność: pH + pOH = 14, więc:
pH = 14 − 1 = 13.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?
- "12" zwykle wynika z pomylenia pH z pOH albo błędnego logarytmowania (np. przyjęcia pOH = 2 dla 0,1 M).
- "2" to wartość typowa dla roztworu kwaśnego; taki wynik pojawia się przy odwróceniu wzoru (użyciu +log zamiast −log) lub potraktowaniu zasady jak kwasu.
- "1" może wynikać z zatrzymania się na pOH = 1 i błędnego uznania, że to pH, bez przeliczenia pOH → pH.
Wskazówka egzaminacyjna: w zadaniach z mocnymi zasadami najpierw licz [OH−], potem pOH, a na końcu dopiero pH. Zawsze kontroluj jednostki objętości (cm3 vs dm3).