Каков будет значение pH раствора, полученного путем добавления 30 мл 0,1 н NaOH к 20 мл 0,1 н HCl?

Kristina

34

Для решения этой задачи, нам необходимо использовать знания о химическом равновесии и свойствах кислот и оснований.

Сначала давайте определим, какой тип реакции произойдет между HCl (сильной кислотой) и NaOH (сильным основанием). Когда смешиваются кислота и основание с определенной концентрацией, они реагируют между собой в соответствии с уравнением:

\[HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_{2}O\]

Таким образом, после реакции образуется натриевая соль NaCl и вода \(H_{2}O\).

Теперь, чтобы определить pH раствора, полученного после реакции, мы можем использовать понятие раствора соли и его водородного ионного равновесия. В данном случае, NaCl является сильным электролитом и полностью диссоциирует на ионы Na+ и Cl-.

Таким образом, концентрация водородных ионов \(H^{+}\) (т.е. [H+]) в растворе будет определяться только концентрацией ионов от HCl. Итак, сначала вычислим количество моль HCl, добавленное в раствор:

\[n(HCl) = C(HCl) \times V(HCl)\]

где \(C(HCl)\) - концентрация HCl, равная 0,1 н (можно переписать в моль/л), а \(V(HCl)\) - объем HCl, равный 20 мл (переведите в литры)

\[V(HCl) = 20 \, мл = 20 \times 10^{-3} \, л\]

Теперь рассчитаем количество моль HCl:

\[n(HCl) = 0,1 \times 20 \times 10^{-3}\]

Теперь мы знаем, что HCl реагирует с NaOH в соотношении 1:1, поэтому количество моль HCl, добавленное в раствор, будет равно количеству моль NaOH.

\[n(NaOH) = n(HCl) = 0,1 \times 20 \times 10^{-3}\]

Теперь рассчитаем общий объем раствора:

\[V_{total} = V(HCl) + V(NaOH) = 20 \times 10^{-3} + 30 \times 10^{-3}\]

Теперь, чтобы рассчитать концентрацию водородных ионов в растворе, мы можем использовать определение pH:

\[pH = -\log[H^{+}]\]

где \([H^{+}]\) - концентрация водородных ионов.

\[pH = -\log [H^{+}] = -\log \left(\frac{n(HCl)}{V_{total}}\right)\]

Вставляем значения:

\[pH = -\log \left(\frac{0,1 \times 20 \times 10^{-3}}{20 \times 10^{-3} + 30 \times 10^{-3}}\right)\]

Теперь, используя калькулятор, вычислим значение pH. Получаем около 1,74.

Итак, значение pH раствора, полученного путем добавления 30 мл 0,1 н NaOH к 20 мл 0,1 н HCl, равно приблизительно 1,74.