Beregn pH i ækvivalenspunktet, efter tilsætning af 10mL NaOH

a) Det vil være en fejl, at beregne pH i en opløsning med eddikesyre ved at benytte formlen for beregning af en stærk syre. Ved at anvende den formel antager du jo, at eddikesyren næsten fuldstændig dissocierer i vandig opløsning, hvilket dog ikke er tilfældet. I stedet kan du anvende formlen for en svag syre, der giver en meget mindre approksimationsfejl:
                                                                    pH = (pK_s + log(C_s))/2 (hvor C_s er den formelle syrekoncentration)
Hvis du vil være helt nøjagtig kunne du også tage og anskue selve reaktionsskemaet for dissocieringsprocessen samt på den ligevægt, der indstiller sig:
                                    CH₃COOH + H₂O ⇔ CH₃COO^- + H₃O⁺ (hvor jeg har brugt ⇔ som ligevægtspilen)    
Start:                                  C_s                                                           ≈0     
Efter (ligevægt):               C_s -x                            x            ≈x      
Vi opstiller ligevægtsbrøken (syrebrøken) for reaktionen ved ligevægt:
                                                                                    K_s ≈ x²/(C_s-x) (hvor vands molbrøk er sat lig med 1)
Hermed kan x isoleres ved kendskab til K_s og C_s; x er netop approksimativt lig med [H₃O⁺], hvoraf pH kan beregnes. Bemærk at formlen for pH af en svag syre er udledt på baggrund af syrens syrebrøk, men hvor det blot er blevet antaget, at dissocieringsgraden er så lille relativt til den formelle syrekoncentration, at den kan ses bort fra, dvs.:
                                                                                          K_s ≈ x²/C_s
hvilket i de fleste tilfælde er en rimelig approksimation. Ved substitution ind i pH = -log(x) fås netop ligningen for pH af en svag syre.

b) Kig på titreringsreaktion og find først ud af, hvad du har af species i din opløsning ved ækvivalenspunktet:
                                                                            CH₃COOH + OH^- → CH₃COO^- + H₂O
     Start:                                                                          n_s                           ≈0
     Ækvivalenspunkt (n(OH^-) = n_s)                                  ≈0                            n_s
Vi har igen gjort den antagelse, at dissocieringsgraden for CH₃COOH er så lille i forhold til den formelle syrekoncentration (stofmængde), at den kan ses bort fra. Derudover antager vi yderligere, at NaOH dissocierer fuldstændigt i opløsningen til Na⁺-ioner (tilskuerioner) og OH^--ioner. Slutteligt gør vi også den antagelse, at OH^--ionerne reagerer fuldstændigt med eddikesyren, hvilket er en rimelig antagelse, idet vi har at gøre med en meget stærk base.
Vi har, at vi i vores opløsning ved ækvivalenspunktet har eddikesyrens korresponderende base - ethanoationen med en stofmængde ækvivalent med den initiale syrestofmængde; denne kan vi først beregne:
     n(CH₃COO^-) = ns = 0,01 M * 0,020 L = 0,00020 mol
Vi skal kende koncentrationen af ethanoationen. Vi udnytter, at der ved ækvivalenspunktet må være et totalvolumen på 40,0 mL, idet der til at starte med var 20,0 mL, hvorefter der blev tilsat 0,0002 mol svarende til 20,0 mL af NaOH-opløsningen (hvilket hurtigt kan indses, idet de to opløsningers formelle koncentrationer er ens).
     c(CH₃COO^-) = 0,00020 mol/ 0,040 L =  0,0050 M
For at beregne pH kan du så anvende pH-ligningen for en svag base
     pOH = (pK_b - log(c_b))/2               (pH = 14-pOH)  
eller igen betragte ligevægtssystemet for basens reaktion med vand, som er ækvivalent med syrens beskrevet i #1) 

c) og d) opstil på samme måde som i #1 og #2 titreringsreaktionen. Du opdager forhåbentligt, at der dannes et buffersystem, der kan beskrives med ligningen:
pH = pK_s + log([B]/[S])  

Angående 1# og 2#
Hvis du vælger at anvende den hurtige pH-ligning for en svag syre, skal du jo bruge pK_s; udnyt sammenhængen mellem pK_s og K_s (som jo er opgivet) givet ved:
pK_s = -log(K_s)
Ved beregning af pH for opløsning af basen skal du under alle omstændigheder bruge K_b; udnyt her at der gælder følgende sammenhæng mellem K_s og K_b:
K_s * K_b = K_w = 1,0 * 10^-14 (ved 25 ºC)
 

Hvordan finder man frem til basen og syren i c?