Bentsoehapon konsentraatio

Jos 1,0-molaariseen (mol/l) bentsoehapon (C₆H₅CO₂H) vesiliuokseen lisätään natriumhydroksidia, kunnes pH = 8,0, mikä on [C₆H₅CO₂H]? Tiedän, että K_a(C₆H₅CO₂H) = 6,5 · 10⁻⁸ mol/l.

Bentsoehappo C₆H₅CO₂H on heikko happo, joka muuttuu protonin luovuttaessaan bentsoaatiksi C₆H₅CO₂⁻:

C₆H₅CO₂H + H₂O → C₆H₅CO₂⁻ + H₃O⁺

Kun liuoksen pH on 8, sen oksoniumionikonsentraatio on [H₃O⁺] = 10⁻⁸ mol/l. Neutraloinnissa syntyneen bentsoaatin konsentraatio on tuntematon, joten merkitään sitä x:llä. Koska bentsoehappo oli alun perin 1,0-molaarista happomuodon konsentraatio on tasapainossa 1 − x (mol/l).

Sijoitetaan arvot happovakion lausekkeeseen:

K_a = [C₆H₅CO₂⁻][H₃O⁺]/[C₆H₅CO₂H] = x · 10⁻⁸ mol/l / (1 − x) = 6,5 · 10⁻⁸ mol/l.

Ratkaisuksi saadaan x ≈ 0,8667 (mol/l).

Vastaukseksi tulee [C₆H₅CO₂H] = 1 − x ≈ 0,13 (mol/l).