Höja pH värdet i en sjö

Välkommen till Pluggakuten!

Du har räknat ut koncentrationen av oxoniumjoner när pH = 4, bra! Vilken är koncentrationen av oxoniumjoner när pH = 6,5, d v s efter kalkningen?

$$\begin{gathered} pH=6,5 \\ \left[H_3{O}^{+}\right] = {10}^{-pH} = {10}^{-6,5} = 3,16227766017\times {10}^{-7} \end{gathered}$$

Nästa fråga: Hur många mol oxoniumjoner behöver man "ta bort" för att höja pH i 1 liter vatten från 4 till 6,5 ?

$$\begin{gathered} △\left[H_3{O}^{+}\right]= {10}^{-4} - {10}^{-6,5} = 9,9683772234 \times {10}^{-5} \\ \approx 9,968 \times {10}^{-5} \end{gathered}$$

Ja, du behöver ta bort ungefär 0,0001 mol oxoniumjoner. Det vore inte bra att tillsätta den bas som behövs i samband med reaktionen i form av hydroxidjoner, det skulle ge en alltför stor pH-chock, utan man tillsätter kalksten/kalciumkarbonat (dessutom är inte kalksten lika otrevligt att arbeta med). Du har reaktionsformeln i uppgiften. Hur många mol kalksten behöver man tillsätta för att 0,0001 mol oxoniumjoner skall förbrukas?

Hälften så mycket eftersom det förhåller sig 1:2 enligt reaktionsformeln. 

$\frac{0,0001}{2} = 0,00005$ mol kalksten

Hur många gram kalksten är detta?

$$\begin{gathered} n\times M = m \\ M\left(CaC{O}_3\right) = 40,08+12,01+16\times 3 = 100,09 g/mol \\ 0,00005 mol \times 100,09 g/mol \approx 0,005 g \end{gathered}$$

Då behövs det 0,005 kg = 5 g kalk till varje kubikmeter vatten. Hur mycket kalk går det åt för att kalka hela sjön?

$5 g/m^3 \times 2,0 \times {10}^7 m^3 = 100 000 000 g= 100 000 kg = 1 \times {10}^5 kg$

Det krävs alltså $1\times {10}^{5 }kg$ kalk (CaCO3) för hela sjön