Сливаются равные объёмы растворов соляной кислоты с концентрацией 0,01 моль/л и гидроксида натрия с концентрацией 0,005 моль/л. Рассчитайте рН полученного раствора. В ответе…
Сливаются равные объёмы растворов соляной кислоты с концентрацией 0,01 моль/л и гидроксида натрия с концентрацией 0,005 моль/л. Рассчитайте рН полученного раствора. В ответе укажите число с точностью до десятых.
Для решения задачи, давайте внимательно рассмотрим, что происходит при смешивании указанных растворов.
Данные для расчета
- Концентрация раствора соляной кислоты (HCl): \( C_1 = 0,01 \, \text{моль/л} \)
- Концентрация раствора гидроксида натрия (NaOH): \( C_2 = 0,005 \, \text{моль/л} \)
Согласно данным, мы смешиваем равные объёмы этих растворов. Предположим, что мы смешиваем по 1 литру.
Количество вещества
Теперь расчитаем количество вещества (в моль) для каждого раствора:
Для HCl: \[ n_{HCl} = C_1 \cdot V = 0,01 \, \text{моль/л} \cdot 1 \, \text{л} = 0,01 \, \text{моль} \]
Для NaOH: \[ n_{NaOH} = C_2 \cdot V = 0,005 \, \text{моль/л} \cdot 1 \, \text{л} = 0,005 \, \text{моль} \]
Реакция между HCl и NaOH
При смешивании соляной кислоты и гидроксида натрия происходит нейтрализация: \[ \text{HCl} + \text{NaOH} \rightarrow \text{NaCl} + \text{H}_2\text{O} \]
По уравнению реакции видно, что на каждый моль HCl требуется один моль NaOH для нейтрализации.
Определение избытка реагентов
Теперь мы определим, сколько реагентов у нас остаётся после реакции:
- У нас есть 0,01 моль HCl и 0,005 моль NaOH.
- NaOH будет полностью нейтрализован (вся его 0,005 моль).
- Из 0,01 моль HCl остаётся: \[ n_{HCl \, remaining} = n_{HCl} - n_{NaOH} = 0,01 - 0,005 = 0,005 \, \text{моль} \]
Определение концентрации оставшегося HCl
После нейтрализации у нас остаётся 0,005 моль HCl, а общий объём полученного раствора будет 2 литра (1 литр HCl + 1 литр NaOH).
Теперь найдём концентрацию оставшегося HCl: \[ C_{HCl} = \frac{n_{HCl \, remaining}}{V_{total}} = \frac{0,005 \, \text{моль}}{2 \, \text{л}} = 0,0025 \, \text{моль/л} \]
Расчёт pH
Соляная кислота — сильная кислота, поэтому мы можем считать, что она полностью диссоциирует. Концентрация ионов водорода \( [H^+] \) равна концентрации HCl: \[ [H^+] = C_{HCl} = 0,0025 \, \text{моль/л} \]
Теперь используем формулу для расчёта pH: \[ pH = -\log_{10}([H^+]) = -\log_{10}(0,0025) \]
Для вычислений:
\[ pH \approx -\log_{10}(2,5 \times 10^{-3}) \approx 2,6 \]
После подсчётов, в округлении до десятых, мы получаем: \[ \boxed{2.6} \]
Это pH полученного раствора после смешивания равных объёмов растворов HCl и NaOH.
