Рассчитать рн раствора, содержащего в 0,5 л 30 г уксусной кислоты и 41 г ацетата натрия.

Чтобы рассчитать pH раствора уксусной кислоты и ацетата натрия, можно использовать формулу для буферного раствора. Уксусная кислота (CH₃COOH) является слабой кислотой, а ацетат натрия (CH₃COONa) — её соль, которая диссоциирует на её анионы.

Шаг 1: Найти количество молей уксусной кислоты и ацетата натрия

1. Для уксусной кислоты (CH₃COOH):

   • Молярная масса уксусной кислоты ≈ 60 г/моль.
   • Количество молей уксусной кислоты: \[ n_{\text{CH}_3\text{COOH}} = \frac{30 \, \text{г}}{60 \, \text{г/моль}} = 0.5 \, \text{моль} \]

2. Для ацетата натрия (CH₃COONa):

   • Молярная масса ацетата натрия ≈ 82 г/моль (натрий ≈ 23 г/моль, углерод и водород по 12 и 1 г/моль соответственно: \(12 + 3*1 + 23 + 12 = 82\)).
   • Количество молей ацетата натрия: \[ n_{\text{CH}_3\text{COONa}} = \frac{41 \, \text{г}}{82 \, \text{г/моль}} = 0.5 \, \text{моль} \]

Шаг 2: Рассчитать pH с помощью уравнения Хендерсона-Хассельбаха

Формула для расчета pH буферного раствора: \[ pH = pK_a + \log\left(\frac{[A^-]}{[HA]}\right) \] где:

• \( pK_a \) — это отрицательный логарифм константы диссоциации кислоты \( K_a \).
• \( [A^-] \) — концентрация основания (ацетата натрия).
• \( [HA] \) — концентрация кислоты (уксусной кислоты).

Для уксусной кислоты:

• \( K_a \approx 1.76 \times 10^{-5} \)
• \( pK_a \approx -\log(1.76 \times 10^{-5}) \approx 4.75 \)

Шаг 3: Подсчитать концентрации

Объем раствора составляет 0,5 л, поэтому:

• Концентрация уксусной кислоты: \[ [HA] = \frac{0.5 \, \text{моль}}{0.5 \, \text{л}} = 1.0 \, \text{моль/л} \]
• Концентрация ацетата натрия: \[ [A^-] = \frac{0.5 \, \text{моль}}{0.5 \, \text{л}} = 1.0 \, \text{моль/л} \]

Шаг 4: Подставить значения в формулу

Теперь подставим все данные в уравнение: \[ pH = 4.75 + \log\left(\frac{1.0}{1.0}\right) = 4.75 + 0 = 4.75 \]

Ответ

Таким образом, pH раствора составляет 4.75.