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, следуем следующему алгоритму.
Перевод процента в концентрацию: 0,3% раствор уксусной кислоты (CH₃COOH) значит, что 0,3 г уксусной кислоты содержится в 100 мл раствора. Плотность раствора принимаем равной 1 г/мл, значит 100 мл раствора весит 100 г. Таким образом, количество уксусной кислоты в 100 г раствора составляет 0,3 г.
Считаем молярную концентрацию: Молярная масса уксусной кислоты (CH₃COOH) составляет примерно 60 г/моль. Чтобы найти количество молей в 0,3 г, используем следующую формулу: \[ n = \frac{m}{M} = \frac{0,3 \text{ г}}{60 \text{ г/моль}} = 0,005 \text{ моль}. \] Поскольку этот объем раствора составляет 0,1 л (100 мл), молярная концентрация будет: \[ C = \frac{0,005 \text{ моль}}{0,1 \text{ л}} = 0,05 \text{ моль/л}. \]
Вычисление концентрации ионов водорода: Исходя из константы диссоциации уксусной кислоты (Kₐ = 1,8 × 10⁻³), у нас есть равновесие: \[ CH₃COOH \rightleftharpoons H^+ + CH₃COO^-. \] Обозначаем изменение концентраций как \(x\), тогда:
- [H⁺] = x,
- [CH₃COO⁻] = x,
- [CH₃COOH] ≈ 0,05 - x.
Подставляем в выражение для константы равновесия: \[ Kₐ = \frac{[H^+][CH₃COO^-]}{[CH₃COOH]} = \frac{x^2}{0,05 - x} \approx \frac{x^2}{0,05}. \] Решаем уравнение: \[ 1,8 \times 10^{-3} = \frac{x^2}{0,05}. \] Умножаем обе стороны на 0,05: \[ x^2 = 1,8 \times 10^{-3} \times 0,05 = 9 \times 10^{-5}. \] Извлекаем корень: \[ x = \sqrt{9 \times 10^{-5}} \approx 0,0094868. \] Таким образом, [H⁺] приблизительно равна 0,0095 моль/л.
Вычисление pH: pH рассчитывается по формуле: \[ pH = -\log[H^+]. \] Подставляем значение: \[ pH = -\log(0,0095) \approx 2,02. \]
Таким образом, pH 0,3%-ного раствора уксусной кислоты составляет примерно 2,02. Если есть еще вопросы или требуется помощь с другими темами, не стесняйтесь спрашивать!
