سوال ۳ — سؤال ۳ امتحان نهایی شیمی ۳ — مرداد ۱۴۰۳

الف)

$$[\mathrm{H^+}] = 10^{-\mathrm{pH}} = 10^{-12.4} \Rightarrow [\mathrm{H^+}] = 4 \times 10^{-13}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$$ $$[\mathrm{H^+}][\mathrm{OH^-}] = 10^{-14} \Rightarrow [\mathrm{OH^-}] = \frac{10^{-14}}{4 \times 10^{-13}} = 2.5 \times 10^{-2}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$$

(یا $0.025\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$)

ب) $\mathrm{CH_3COOH}$

الف) اول از روی pH غلظت یون هیدرونیوم را پیدا می‌کنیم:

$$[\mathrm{H^+}] = 10^{-\mathrm{pH}} = 10^{-12.4}$$

توان $-12.4$ را به شکل $0.6 - 13$ می‌نویسیم تا یک عدد معمولی ضرب در توانی از ۱۰ داشته باشیم:

$$10^{-12.4} = 10^{0.6} \times 10^{-13}$$

چون $\log 2 = 0.3$ است، $\log 4 = 2 \times 0.3 = 0.6$؛ یعنی $10^{0.6} = 4$. پس:

$$[\mathrm{H^+}] = 4 \times 10^{-13}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$$

در دمای اتاق حاصل‌ضرب غلظت یون‌های هیدرونیوم و هیدروکسید در آب همیشه $10^{-14}$ است:

$$[\mathrm{OH^-}] = \frac{10^{-14}}{4 \times 10^{-13}} = 0.25 \times 10^{-1} = 2.5 \times 10^{-2}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$$

ب) برای خنثی کردن یک باز باید از یک اسید استفاده کرد. $\mathrm{CH_3COOH}$ (استیک اسید) اسید است؛ اما محلول $\mathrm{NaHCO_3}$ (جوش شیرین) خاصیت بازی دارد و نمی‌تواند باز را خنثی کند. پس پاسخ $\mathrm{CH_3COOH}$ است.