K 50,00 см раствора СН:СООН с молярной концентрацией 0,1000 моль/дм прибавлено 50,00 см' ацетата натрия с молярной концентрацией 0,1000 моль/дм. Вычислите рН полученного раствора.
Чтобы вычислить pH полученного раствора, можно воспользоваться уравнением Хендерсона-Хасельбаха, которое применяется для буферных растворов. Уравнение имеет следующий вид:
\[ pH = pK_a + \log \left(\frac{[A^-]}{[HA]}\right) \]
где:
- \( pK_a \) – отрицательный логарифм константы диссоциации кислоты (для уксусной кислоты \( CH_3COOH \), \( pK_a \) примерно равен 4.76),
- \([A^-]\) – концентрация аниона (ацетата \( CH_3COO^- \)),
- \([HA]\) – концентрация кислоты (уксусной кислоты \( CH_3COOH \)).
В данном случае реакция между уксусной кислотой и ацетатом натрия образует буферный раствор.
Рассчитаем количество вещества уксусной кислоты (\( CH_3COOH \)): \[ \text{объем } = 50,00 \, \text{см}^3 = 0,05000 \, \text{дм}^3 \] \[ n(CH_3COOH) = C \cdot V = 0,1000 \, \text{моль/дм}^3 \cdot 0,05000 \, \text{дм}^3 = 0,00500 \, \text{моль} \]
Рассчитаем количество вещества ацетата натрия (\( CH_3COONa \)): \[ n(CH_3COONa) = C \cdot V = 0,1000 \, \text{моль/дм}^3 \cdot 0,05000 \, \text{дм}^3 = 0,00500 \, \text{моль} \]
Поскольку мы смешиваем равные объемы растворов уксусной кислоты и ацетата натрия, в итоге объем раствора составит: \[ V_{total} = 50,00 \, \text{см}^3 + 50,00 \, \text{см}^3 = 100,00 \, \text{см}^3 = 0,10000 \, \text{дм}^3 \]
Концентрации уксусной кислоты и ацетата натрия после смешивания будут: \[ [HA] = \frac{n(CH_3COOH)}{V_{total}} = \frac{0,00500 \, \text{моль}}{0,10000 \, \text{дм}^3} = 0,0500 \, \text{моль/дм}^3 \]
\[ [A^-] = \frac{n(CH_3COONa)}{V_{total}} = \frac{0,00500 \, \text{моль}}{0,10000 \, \text{дм}^3} = 0,0500 \, \text{моль/дм}^3 \]
- Теперь подставим значения в уравнение Хендерсона-Хасельбаха: \[ pH = pK_a + \log \left(\frac{0,0500}{0,0500}\right) = 4.76 + \log(1) = 4.76 + 0 = 4.76 \]
Таким образом, pH полученного раствора составляет 4.76.
