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…

Чтобы рассчитать pH полученного раствора в данной задаче, нужно выполнить несколько шагов:

Шаг 1: Определение количества вещества

Исходные растворы:

• Соляная кислота (HCl) с концентрацией 0,01 моль/л.
• Гидроксид натрия (NaOH) с концентрацией 0,005 моль/л.

Давайте предположим, что мы смешиваем 1 литр каждого раствора, чтобы упростить расчеты.

• Количество HCl в 1 л = 0,01 моль/л × 1 л = 0,01 моль
• Количество NaOH в 1 л = 0,005 моль/л × 1 л = 0,005 моль

Шаг 2: Реакция между HCl и NaOH

Соляная кислота и гидроксид натрия реагируют в соотношении 1:1 по уравнению:

\[ \text{HCl} + \text{NaOH} \rightarrow \text{NaCl} + \text{H}_2\text{O} \]

Шаг 3: Определение избытка реагента

• У нас есть 0,01 моль HCl и 0,005 моль NaOH.

• NaOH полностью реагирует с HCl:

  • 0,005 моль NaOH реагируют с 0,005 моль HCl, соответственно:

  \[ \text{HCl} ост.: 0,01 - 0,005 = 0,005 \text{ моль} \] \[ \text{NaOH} ост.: 0,005 - 0,005 = 0 \text{ моль} \]

После реакции у нас останется 0,005 моль HCl.

Шаг 4: Концентрация оставшегося HCl

Теперь мы найдём концентрацию оставшегося HCl в общем объеме раствора.

Общий объем раствора после смешивания 1 л + 1 л = 2 л.

Концентрация HCl после реакции: \[ [\text{HCl}] = \frac{0,005 \text{ моль}}{2 \text{ л}} = 0,0025 \text{ моль/л} \]

Шаг 5: Рассчет pH

Соляная кислота является сильной кислотой и полностью диссоциирует в водном растворе:

\[ \text{HCl} \rightarrow \text{H}^+ + \text{Cl}^- \]

Следовательно, концентрация ионов водорода \([\text{H}^+]\) равна концентрации HCl:

\[ [\text{H}^+] = 0,0025 \text{ моль/л} \]

Теперь можно рассчитать pH:

\[ \text{pH} = -\log[\text{H}^+] = -\log(0,0025) \]

Шаг 6: Подсчет pH

Чтобы найти pH, используем калькулятор:

\[ \text{pH} \approx -\log(0,0025) \approx 2,6 \]

Ответ

pH полученного раствора составляет 2,6 (с точностью до десятых).