Какова концентрация HCl в растворе с рН 3,5?

Ledyanoy_Samuray

10

Концентрация \(HCl\) в растворе может быть определена с использованием уравнения Гендерсона-Хассельбальха для кислотно-основного буфера:

\[
pH = pK_a + \log\left(\frac{{[\text{{Кислота}}]}}{{[\text{{Конъюгированное основание}}]}}\right)
\]

где \(pH\) - значение кислотности раствора (в данном случае 3,5), \(pK_a\) - постоянная диссоциации \(HCl\) (величина, которая зависит от температуры), \([\text{{Кислота}}]\) - концентрация \(HCl\), \([\text{{Конъюгированное основание}}]\) - концентрация конъюгированного основания \(Cl^-\).

В данном случае имеем кислотную среду, поэтому конъюгированным основанием будет \(Cl^-\).

Константа диссоциации \(HCl\) при 25 градусах Цельсия (которую будем использовать для примера) составляет \(10^{-8.2}\).

Мы можем использовать эту информацию, чтобы решить уравнение Гендерсона-Хассельбальха для определения концентрации \(HCl\):

\[
3,5 = 8,2 + \log\left(\frac{{[HCl]}}{{[Cl^-]}}\right)
\]

Давайте решим это уравнение шаг за шагом. Сначала избавимся от 8,2 справа, вычитая его из обеих сторон:

\[
-4,7 = \log\left(\frac{{[HCl]}}{{[Cl^-]}}\right)
\]

Далее, возведем обе стороны уравнения в 10 (используем десятичные логарифмы):

\[
10^{-4,7} = \frac{{[HCl]}}{{[Cl^-]}}
\]

Рассчитаем значение 10 в степени -4,7:

\[
[HCl] = 10^{-4,7} \approx 2,82 \times 10^{-5}
\]

Таким образом, концентрация \(HCl\) в растворе с рН 3,5 приближенно равна \(2,82 \times 10^{-5}\) М.

Пожалуйста, учтите, что это всего лишь пример и реальная концентрация \(HCl\) может отличаться в зависимости от условий и температуры реакции. Для более точного решения рекомендуется использовать точные значения констант и проводить расчеты с учетом конкретных условий задачи.