Answer:
a) pH = 2.793
b) pH = 4.280
c) pH = 4.933
d) pH = 8.816
e) pH = 8.861
f) pH = 8.891
Explanation:
a) VNaOH = 0 mL
∴ CH3COOH ↔ CHECOO- + H3O+
⇒ Ka = 1.75 E-5 = [ H3O+ ] * [ CH3COO-] / [ CH3COOH ]
mass balance:
⇒ <em>C</em> CH3COOH = [ CH3COO- ] + [ CH3COOH ] = 0.150 M
charge balance:
⇒ [ H3O+ ] = [ CH3COO- ]
⇒ Ka = 1.75 E-5 = [ H3O+ ]² / ( 0.150 M - [ H3O+ ] )
⇒ [ H3O+ ]² + 1.75 E-5 [ H3O+ ] - 2.625 E-6 = 0
⇒ [ H3O+ ] = 1.61146 E-3 M
⇒ pH = - Log [ H3O+ ] = 2.793
b) after 5.0 mL NaOH:
∴ CH3COOH + NaOH ↔ CH3COONa + H2O
⇒ <em>C</em> NaOH = (5 E-3 L * 0.150 mol/L) / (0.025+0.01 ) = 0.02143 M
⇒ <em>C</em> CH3COOH = ((0.025*0.150) - (0.01*0.150)) / (0.025 + 0.01) = 0.0643 M
mass balance:
⇒ 0.02143 + 0.0643 = [ CH3COOH ] + [ CH3COO- ] = 0.086 M
charge balance:
⇒ [ H3O+ ] + [Na ] = [ CH3COO- ]
⇒ [ H3O+ ] + 0.02143 = [ CH3COO- ]
⇒ Ka = [ H3O+ ] * ( [ H3O+ ] + 0.150 ) / (0.086 - 0.02143 - [ H3O+ ]) = 1.75 E-5
⇒ [ H3O+ ]² + 0.02143 [ H3O+ ] = 1.13 E-6 - 1.75 E-5 [ H3O+ ]
⇒ [ H3O+ ]² + 0.02144 [ H3O+ ] - 1.13 E-6 = 0
⇒ [ H3O+ ] = 5.26 E-5 M
⇒ pH = 4.28
c) after 15 mL NaOH:
⇒ <em>C</em> CH3COOH = 0.0375 M
⇒ <em>C</em> NaOH = 0.05625 M
mass balance:
⇒ 0.09375 M = [ CH3COO- ] +[ CH3COOH ]
charge balance:
⇒ [ H3O+ ] + 0.05625 = [ CH3COO- ]
⇒ Ka = 1.75 E-5 = [ H3O+ ] * ([ H3O+ ] + 0.05625) / (0.09375 - 0.05625 - [H3O+])
⇒ [H3O+]² + 0.05625[H3O+] = 6.5625 E-7 - 1.75 E-5 [H3O+]
⇒ [ H3O+]² + 0.05626[H3O+] - 6.5625 E-7 = 0
⇒ [ H3O+ ] = 1.1662 E-5 M
⇒ pH = 4.933
d) after 25 mL NaOH:
⇒ <em>C </em>NaOH = 0.075 M
⇒ <em>C</em> CH3COOH = 0 M....equiv. point
⇒Kh = Kw/Ka = 1 E-14 / 1.75 E-8 = 5.7143 E-10 = [ OH-]² / ( 0.075 - [OH-])
⇒ [OH-]² + 5.7143 E-10[OH-] - 4.286 E-11 = 0
⇒ [ OH- ] = 6.5463 E-6 M
⇒ pOH = 5.184
⇒ pH = 8.816
e) after 40 mL NaOH:
⇒ <em>C </em>NaOH = 0.0923 M
⇒ [OH-]² + 5.7143 E-10 [OH-] - 5.275 E-11 = 0
⇒ [OH-] = 7.2624 E-6 M
⇒ pOH = 5.139
⇒ pH = 8.861
f) after 60 mL NaOH:
⇒ <em>C </em>NaOH = 0.106 M
⇒ [OH-]² + 5.7143 E-10 [OH-] - 6.05 E-11 = 0
⇒ [OH-] = 7.7782 E-6 M
⇒ pOH = 5.11
⇒ pH = 8.891
