Каков pH раствора, полученного из растворения 5,3 г безводного карбоната натрия в 0,2 л воды, если плотность составляет

Margo_3442

16

Чтобы определить pH раствора, полученного из растворения безводного карбоната натрия, нам понадобится знание о равновесии реакции между карбонатом натрия и водой. Эта реакция приводит к образованию ионов гидроксида натрия и ионов водорода.

Пошаговое решение:
1. Найдем количество вещества безводного карбоната натрия. Для этого воспользуемся формулой \(n = \frac{m}{M}\), где \(n\) - количество вещества, \(m\) - масса вещества, а \(M\) - молярная масса. В данном случае молярная масса безводного карбоната натрия равна 105.99 г/моль. Подставляя значения, получаем \(n = \frac{5.3}{105.99} = 0.05\) моль.
2. Рассмотрим реакцию растворения безводного карбоната натрия:
\[Na_2CO_3 \rightarrow 2NaOH + CO_2\]
Если реакция полностью протекает, каждый моль безводного карбоната натрия превращается в два моля гидроксида натрия. Таким образом, после полного растворения 0.05 моль безводного карбоната натрия получится 0.10 моль гидроксида натрия.
3. Рассчитаем объем полученного раствора безводного карбоната натрия. Масса раствора составляет 5.3 г, а плотность составляет 1.01 г/мл. Тогда объем раствора можно вычислить по формуле \(V = \frac{m}{d}\), где \(V\) - объем раствора, \(m\) - масса раствора, а \(d\) - плотность. Подставляя значения, получаем \(V = \frac{5.3}{1.01} = 5.25\) мл. Для удобства дальнейших расчетов приведем объем к литрам: \(V = \frac{5.25}{1000} = 0.00525\) л.
4. Теперь мы можем рассчитать концентрацию гидроксида натрия в полученном растворе. Для этого воспользуемся формулой \(C = \frac{n}{V}\), где \(C\) - концентрация, \(n\) - количество вещества, а \(V\) - объем. Подставляя значения, получаем \(C = \frac{0.10}{0.00525} = 19.05\) М.
5. Ион гидроксида натрия в растворе является основанием, поэтому pH раствора можно рассчитать по формуле:
\[pH = 14 + \log_{10}(C)\]
Подставляя значение концентрации \(C\), получаем \(pH = 14 + \log_{10}(19.05) \approx 14.28\).

Таким образом, pH раствора, полученного из растворения безводного карбоната натрия в воде при данных условиях, составляет около 14.28.