Рассчитайте значение рН основного буферного раствора, составленного из 500 мл раствора NH4OH с конецнтрацией 0,2 моль/л и 200 мл раствора NH4Cl с концентрацией 0,5 моль/л. Кb (NH4OH) = 175-10 -5
Чтобы рассчитать значение pH основного буферного раствора, сначала нужно найти, какие компоненты входят в его состав и применить уравнение буферного раствора.
Состав раствора:
- Объем раствора NH₄OH (гидроксид аммония): 500 мл (или 0,5 л) с концентрацией 0,2 моль/л.
- Объем раствора NH₄Cl (хлорид аммония): 200 мл (или 0,2 л) с концентрацией 0,5 моль/л.
Количество веществ: Для гидроксида аммония: \[ n(NH₄OH) = C \times V = 0,2 \, \text{моль/л} \times 0,5 \, \text{л} = 0,1 \, \text{моль} \]
Для хлорида аммония: \[ n(NH₄Cl) = C \times V = 0,5 \, \text{моль/л} \times 0,2 \, \text{л} = 0,1 \, \text{моль} \]
Равенство концентраций: Мы видим, что количество NH₄OH и NH₄Cl одинаково: по 0,1 моль каждого.
Рассчитываем pKa: Для расчета pH, нам нужно найти pKa из Kb: \[ Kb(NH₄OH) = 1,75 \times 10^{-5} \] Чтобы найти Ka, используем связь: \[ K_w = K_a \cdot K_b \] где Kw при 25°C равно \( 1 \times 10^{-14} \). Таким образом: \[ K_a = \frac{K_w}{K_b} = \frac{1 \times 10^{-14}}{1,75 \times 10^{-5}} \approx 5,71 \times 10^{-10} \] Теперь найдём pKa: \[ pK_a = -\log(K_a) \approx -\log(5,71 \times 10^{-10}) \approx 9,24 \]
Рассчитываем pH буфера: Поскольку концентрации оснований и кислот равны в буферном растворе, pH можно рассчитать как: \[ pH = pK_a + \log\left(\frac{[NH₄OH]}{[NH₄Cl]}\right) \] У нас [NH₄OH] = [NH₄Cl], следовательно, логарифм будет равен 0: \[ pH = pK_a \approx 9,24 \]
Итак, значение pH основного буферного раствора равно приблизительно 9,24.
