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).
