Вычислить pH 0,3%-ного раствора уксусной кислоты (K=1,8×10^-3). Плотность раствора принять равной 1

Чтобы вычислить pH 0,3%-ного раствора уксусной кислоты (CH₃COOH), начнем с определения концентрации уксусной кислоты в растворе. 1. **Определение концентрации уксусной кислоты**: 0,3% раствор имеет значение 0,3 г уксусной кислоты на 100 мл раствора. Чтобы определить молярную концентрацию (M), нужно перевести массу уксусной кислоты в моли. Молярная масса уксусной кислоты (CH₃COOH) составляет примерно 60 г/моль. Таким образом: \[ n = \frac{m}{M} = \frac{0,3 \, \text{г}}{60 \, \text{г/моль}} = 0,005 \, \text{моль} \] Поскольку это количество уксусной кислоты находится в 100 мл (0,1 л) раствора, можем найти её молярную концентрацию: \[ C = \frac{n}{V} = \frac{0,005 \, \text{моль}}{0,1 \, \text{л}} = 0,05 \, \text{М} \] 2. **Вычисление степени диссоциации**: Уксусная кислота является слабой кислотой и диссоциирует в воде следующим образом: \[ CH₃COOH \rightleftharpoons CH₃COO^- + H^+ \] Константа кислотности (K) для уксусной кислоты равна \(1,8 \times 10^{-5}\). Учитывая, что уксусная кислота слабая (диссоциация происходит не полностью), можно предположить, что степень диссоциации (α) небольшая. На основе уравнения химического равновесия: \[ K = \frac{[CH₃COO^-][H^+]}{[CH₃COOH]} \approx \frac{(C \cdot \alpha)(C \cdot \alpha)}{C \cdot (1 - \alpha)} \approx \frac{C \cdot \alpha^2}{C} = \alpha^2 \text{ (при малом α)} \] Таким образом: \[ K \approx \alpha^2 \Rightarrow \alpha = \sqrt{K} \] Подставим значение K: \[ \alpha = \sqrt{1,8 \times 10^{-5}} \approx 0,00424 \] 3. **Нахождение концентрации ионов H⁺**: Концентрация ионов водорода \( [H^+] \) равна \( C \cdot \alpha \): \[ [H^+] = 0,05 \cdot 0,00424 \approx 2,12 \times 10^{-4} \text{ М} \] 4. **Вычисление pH**: Теперь, чтобы найти pH, используем формулу: \[ pH = -\log[H^+] \] Подставим значение: \[ pH = -\log(2,12 \times 10^{-4}) \approx 3,67 \] Таким образом, pH 0,3%-ного раствора уксусной кислоты составляет примерно 3,67.