Aνάμιξη ρυθμιστικών

Το οξύ ΗΑ του παραπάνω διαλύματος έχει Κα=10^-5.Να βρεθούν:
a)H γραφική παράσταση του PH του κάτω διαλύματος σε συνάρτηση του χρόνου.
b)O μέσος ρυθμός μεταβολής του PH για το πάνω και το κάτω διάλυμα.
γ)Η στιγμή που ρυθμιστική ικανότητα του κάτω διαλύματος είναι η μέγιστη.

Η άσκηση αφιερώνεται στον Μίλτο Κοκολιό που σήμερα με χαροποίησε ιδιαίτερα...

Mέγιστος στιγμιαίος ρυθμός μεταβολής του PH

Η διπλανή κλεψύδρα περιέχει το ασθενές οξύ ΗΑ 1Μ όγκου 100ml  στο πάνω μέρος της και ΝαΟΗ άγνωστης συγκέντρωσης και όγκου 50ml στο κάτω μέρος της.Την χρονική στιγμή t=0 ανοίγουμε την στρόφιγγα σταθερής παροχής Π=1ml/s.Με ένα πολύ ευαίσθητο πεχάμετρο μετράμε συνεχώς το PH του κάτω διαλύματος της κλεψύδρας.Από τη μελέτη του διαγράμματος PH-t προκύπτει ότι η απόλυτη τιμή του μέγιστου  στιγμιαίου ρυθμού μεταβολής του PH συμβαίνει την χρονική στιγμή t1=50 s. Aν ο μέσος ρυθμός μεταβολής του PH του διαλύματος που βρίσκεται στο κάτω μέρος της κλεψύδρας από την στιγμή t=0 έως την στιγμή t1 βρέθηκε ίσος με ΔΡΗ/Δt= -0,1 s^-1   να βρεθούν:

a)Η συγκέντρωση του διαλύματος NaOH στο κάτω μέρος της κλεψύδρας.
β)Η σταθερά ιοντισμού του οξέος ΗΑ.
γ)Ποιος ο μέσος ρυθμός μεταβολής του ΡΗ από t=0 μέχρι την στιγμή που θα σταματήσει η ροή.
δ)Σε ποια περιοχή του χρόνου υπάρχει ρυθμιστικό διάλυμα στο κάτω μέρος της κλεψύδρας;Yπάρχει χρονική στιγμή που το ρυθμιστικό διάλυμα έχει τη μέγιστη ρυθμιστική  του ικανότητα;
Oλα τα διαλύματα έχουν θερμοκρασία 25 C και η Κw=10^-14.

Η  άψογη γραφική λύση από τον φίλο μου Πολυνίκη.

Μέσος ρυθμός μεταβολής PH...

 

H γνωστή πλέον κλεψύδρα έχει την χρονική στιγμή t=0 δύο διαλύματα το πάνω διάλυμα ΝαΑ και το κάτω διάλυμα ασθενές οξύ ΗΑ.Η παροχή είναι σταθερή και ίση με 1ml/s και παρατηρούμε ότι για τα πρώτα 500s o μέσος ρυθμός μεταβολής του PH του κάτω διαλύματος της κλεψύδρας είναι ΔΡΗ/Δt=1/200 s^-1.Nα βρεθούν:

a)H σταθερά ιοντισμού του οξέος ΗΑ

β)Ο μέσος ρυθμός μεταβολής του PH  από την t=0 και για όλη τη διάρκεια της ροής.

γ)Το ποιοτικό διάγραμμα του PH σαν συνάρτηση του χρόνου.

Oλα τα διαλύματα είναι σε θερμοκρασία 25 C καθώς και μπορούν να γίνουν οι γνωστές προσεγγίσεις και log2=0,3.