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 пошагово разберем, как рассчитать pH полученного раствора, когда мы смешиваем равные объемы растворов соляной кислоты и гидроксида натрия.
Шаг 1: Запишите информацию о растворах
- Концентрация соляной кислоты (HCl) = 0,01 моль/л.
- Концентрация гидроксида натрия (NaOH) = 0,005 моль/л.
Шаг 2: Найдите количество вещества в реакциях
Пусть мы смешиваем по 1 литру каждого раствора.
Количество HCl: \[ n_{\text{HCl}} = C_{\text{HCl}} \times V = 0,01 \, \text{моль/л} \times 1 \, \text{л} = 0,01 \, \text{моль} \]
Количество NaOH: \[ n_{\text{NaOH}} = C_{\text{NaOH}} \times V = 0,005 \, \text{моль/л} \times 1 \, \text{л} = 0,005 \, \text{моль} \]
Шаг 3: Найдите, что произойдет в реакции
HCl и NaOH реагируют по реакции нейтрализации: \[ \text{HCl} + \text{NaOH} \rightarrow \text{NaCl} + \text{H}_2\text{O} \]
В этой реакции одно моль HCl нейтрализует одно моль NaOH. Посчитаем, сколько молей HCl останется после реакции.
- Реакция проходит полностью с NaOH, так как его меньше: \[ \text{Moles HCl remaining} = n_{\text{HCl}} - n_{\text{NaOH}} = 0,01 - 0,005 = 0,005 \, \text{моль} \]
- NaOH полностью прореагирывает, и его не остается.
Шаг 4: Найдите новую концентрацию HCl в смеси
Общая величина объема растворов: \[ V_{\text{total}} = 1\, \text{л} + 1\, \text{л} = 2\, \text{л} \] Теперь найдем новую концентрацию HCl в получившемся растворе: \[ C_{\text{HCl}} = \frac{n_{\text{HCl remaining}}}{V_{\text{total}}} = \frac{0,005 \, \text{моль}}{2 \, \text{л}} = 0,0025 \, \text{моль/л} \]
Шаг 5: Найдите pH
Сначала найдем pH, используя формулу для слабой кислоты: \[ \text{pH} = -\log [\text{H}^+] \] Поскольку HCl — сильная кислота, [H\(^+\)] будет равно концентрации HCl: \[ \text{pH} = -\log(0,0025) \]
Шаг 6: Вычислите pH
С помощью калькулятора вычислим: \[ \text{pH} = -\log(0,0025) \approx 2,6 \]
Ответ
pH полученного раствора равен 2,6 (с точностью до десятых).
