Og sker der en reaktion, som jeg ikke er opmærksom på?

Der er tre reaktioner, og du er sikkert klar over dem alle:

$$$\tag{1}\ce{H2O(l) <=> H+(aq) + OH-(aq)}$$$

$$$\tag{2}\ce{HCl(aq) -> H+(aq) + Cl-(aq)}$$$$

$$$\tag{3}\ce{Ch3COOH(aq) <=> H+(aq) + CH3COO-(aq)}$$$

Koncentrationen af $\ce{H+}$ i disse tre reaktioner er den samme, fordi det hele sker i samme fase. Så det, der sker i reaktionerne (1) og (2), har indflydelse på ligevægten i reaktion (3).

Kan jeg blot finde det frigjorte ved reaktionen af CH3COOH med vand og lægge det til det frigjorte ved HCl, lægge de to koncentrationer sammen og så beregne pH på den måde?

Nej det kan du ikke, for hvis du går tilbage til reaktion (3), så er du ikke længere i ligevægt. For at undgå at forsøge at rette en ligevægt og samtidig ødelægge en anden, er der to strategier:

a) Sæt det hele ind i et system af ligninger, og løs dem i ét hug (foretrukken metode, hvis du bruger en ligningsopløser).

b) Start med de store arter og ignorer mindre arter og reaktioner, der ikke påvirker de store arter meget. Gå derefter videre til disse andre reaktioner og de mindre arter. Dette er at foretrække, når du skal lave beregningerne på papir og ikke har brug for den nøjagtige løsning.

Det omtrentlige svar

Efter blanding og ignorering af alle syredissocieringsreaktioner er koncentrationerne følgende:

c(eddikesyre) = 50 / 125 * 0,3 M = 0,12 M

c(saltsyre) = 75 / 125 * 0,3 M = 0,12 M

c(saltsyre) = 75 / 125 * 0.2 = 0,12 M

Så her er trinene:

1. Lad saltsyre dissociere og få hydrogenionkoncentration og pH
2. Kontroller, om eddikesyre dissocieres mærkbart
3. Kontroller, om vand dissocieres mærkbart

For det første trin får vi = 0,12 M, og pH = 0,92. Disse er foreløbige, fordi vi ikke har ladet de andre syrer (vand og eddikesyre) dissociere.

For det andet trin er vi ikke i ligevægt endnu (ingen acetat endnu). pH er dog meget lav i forhold til eddikesyrens pKa, så medmindre pH ændrer sig meget, vil den ikke dissociere meget, medmindre pH ændres meget. Lad os prøve at beregne acetatkoncentrationen, idet vi antager, at ændringen i koncentrationen af eddikesyre og hydrogenioner er ubetydelig.

$$$ = K_a * / \ce{} = \pu{1,8e-5} * 0,12 / 0,12$$$

Så vi begår ikke en stor fejl, hvis vi siger, at koncentrationerne af eddikesyre og hydrogenioner ikke ændrede sig meget som følge af reaktion 2. Hvis vi ønsker det, kan vi opdatere brintionkoncentrationen fra 0,12 M til 0,120018 M.

For det tredje trin gør vi det, vi altid gør, når pH er væsentligt sur. Vi beregner bare hydroxidkoncentrationen, idet vi antager, at hydrogenionkoncentrationen ikke påvirkes meget af vanddissociation. Den kommer ud som $\pu{8.3e-14}$$. Hvis vi vil, kan vi opdatere hydrogenionkoncentrationen fra 0,120018 M til 0,120018000000013 M og en pH-værdi på 0,92075. (Intet af dette giver mening, fordi vi kun havde 2 betydende tal for eddikesyrens dissociationskonstant.)

Da vi antog en hydrogenionkoncentration på 0,12 M for det andet trin og 0,120018 M for det tredje trin, selv om dette ikke er helt rigtigt, er reaktionerne (2) og (3) ikke helt i ligevægt for de koncentrationer, vi beregnede. Det gode er, at det i de fleste tilfælde er ligegyldigt.