Каков будет эффект на значение pH раствора, имеющего буферную ёмкость 0,125 моль/л, если к 4 литрам буферной смеси

Sarancha

2

Чтобы рассчитать эффект на значение pH раствора при добавлении щелочного раствора, мы можем использовать уравнение Гендерсона-Хэ́ссельбальха (или уравнение Глазерсона-Ивинского). Это уравнение позволяет рассчитать изменение pH в буферном растворе при добавлении кислоты или щелочи.

Формула для расчета изменения pH в буферном растворе представлена следующим образом:
\[
\Delta pH = \log \left( \frac{{[A^-]}}{{[HA]}} \right)
\]
где \(\Delta pH\) - изменение pH, \([A^-]\) - концентрация соли, \([HA]\) - концентрация кислоты.

В нашем случае, мы добавляем щелочной раствор, поэтому его добавление будет влиять на концентрацию соли (\([A^-]\)) и кислоты (\([HA]\)) в буферном растворе.

Дано, что буферная ёмкость составляет 0,125 моль/л. Это означает, что в 1 литре буферной смеси содержится 0,125 моль соли и 0,125 моль кислоты.

Мы добавляем 200 мл щелочного раствора с концентрацией 0,3 моль/л. Чтобы рассчитать количество добавленного щелочного раствора, мы можем использовать следующую формулу:
\[
\text{{Количество добавленного раствора}} = \text{{Концентрация добавленного раствора}} \times \text{{Объем добавленного раствора}}
\]
Подставим значения:
\[
\text{{Количество добавленного раствора}} = 0,3 \, \text{{моль/л}} \times 0,2 \, \text{{л}} = 0,06 \, \text{{моль}}
\]
Теперь нашей задачей является определение концентрации соли (\([A^-]\)) и кислоты (\([HA]\)) после добавления щелочного раствора.

Так как буферная ёмкость составляет 0,125 моль/л, то к 4 литрам буферной смеси, содержащей соли и кислоту в равных количествах, добавлено 0,06 моль щелочи.

Первоначально солей и кислоты в растворе было 0,125 моль/л. При добавлении 0,06 моль щелочи, количество солей и кислоты в буферном растворе увеличивается на эту величину.

Теперь у нас есть следующие количества веществ:
\(\text{{количество соли после добавления}} = 0,125 \, \text{{моль/л}} + 0,06 \, \text{{моль}} = 0,185 \, \text{{моль}}\)
\(\text{{количество кислоты после добавления}} = 0,125 \, \text{{моль/л}} + 0,06 \, \text{{моль}} = 0,185 \, \text{{моль}}\)

Теперь, используя формулу для расчета изменения pH в буферном растворе, мы можем рассчитать изменение pH:
\[
\Delta pH = \log \left( \frac{{0,185}}{{0,185}} \right) = \log(1) = 0
\]

Таким образом, при добавлении 200 мл щелочного раствора (с концентрацией 0,3 моль/л) к 4 литрам буферной смеси с буферной ёмкостью 0,125 моль/л, значение pH раствора не изменится.