Каким образом определяется pH раствора, который получается путем смешивания 840мл раствора гидрофосфата натрия

Milana

32

Для определения pH раствора, который получается путем смешивания двух растворов, нам понадобится использовать концентрации и диссоциационные константы кислоты и основания.

В данной задаче у нас есть два раствора: раствор гидрофосфата натрия (Na2HPO4) и раствор дигидрофосфата калия (KH2PO4). Воспользуемся принципом сохранения массы, чтобы определить количество вещества каждого из параметров в реакции.

Обозначим:

V1 - объем раствора гидрофосфата натрия (840 мл)
V2 - объем раствора дигидрофосфата калия (160 мл)

Сначала найдем количество вещества гидрофосфата натрия и дигидрофосфата калия в смешанном растворе.

Количество вещества гидрофосфата натрия (n1) вычисляется по формуле:

n1 = C1 * V1

где C1 - концентрация гидрофосфата натрия (0.1 моль/л)

Подставим известные значения:

n1 = 0.1 * 840/1000
n1 = 0.084 моль

Аналогично, найдем количество вещества дигидрофосфата калия (n2):

n2 = C2 * V2

где C2 - концентрация дигидрофосфата калия (0.1 моль/л)

Подставим известные значения:

n2 = 0.1 * 160/1000
n2 = 0.016 моль

Теперь у нас есть количество вещества гидрофосфата натрия и дигидрофосфата калия в смеси.

Для нахождения pH раствора воспользуемся равновесной реакцией дигидрофосфата калия (K2HPO4) и гидрофосфата натрия (NaH2PO4):

Na2HPO4 + KH2PO4 ⇌ 2K+ + 2HPO4- + 2NaH2PO4

В равновесии вода образует кислоты HPO4- и ион водорода H3O+. Константа равновесия для этой реакции называется константой диссоциации воды (Kw) и равна 1 * 10^-14.

Согласно определению pH:

pH = -log[H3O+]

Объединим наши соотношения:

[H3O+] = 2n2 / (V1 + V2)

[H3O+] = 2 * 0.016 / (840/1000 + 160/1000)
[H3O+] = 0.032 / (1.0)

Обратите внимание, что объемы были переведены из миллилитров в литры, чтобы обеспечить согласованность единиц измерения.

[H3O+] = 0.032 моль/л

Теперь мы можем найти pH:

pH = -log(0.032)
pH ≈ -(-1.49)
pH ≈ 1.49

Итак, pH раствора, полученного путем смешивания 840 мл раствора гидрофосфата натрия с концентрацией 0.1 моль и 160 мл раствора дигидрофосфата калия с концентрацией 0.1 моль, составляет около 1.49.