Как правильно рассчитать рН растворов сильных и слабых электролитов

 

Задача 40. 
Вычислите рН 0,025 М раствора КОН.
Решение:
КОН – сильный электролит, который диссциирует по схеме: КОН = К+  + ОН;  

[ОН] = СМ(КОН) = 0,025 моль/дм3

рОН = – lg[OH] = – lg2,5 · 10–2 = 2 – lg2,5 = 2 - 0,6 = 1,4; 

pOH + pH = 14; 

pH = 14 – pOH = 14 – 1,4 = 12,6. 

Ответ: рН = 12,6.
 


Задача 41.
Вычислите концентрацию ионов [H+] и рН 0,3 М раствора пропионовой кислоты С2Н5СООН, если КD = 1,4 · 10–5
Решение:
С2Н5СООН – слабая кислота. Для слабых кислот [H+] вычисляется по формуле:

рн

 

 

 

 

рН = –lg[H+] = –lg2,05 · 10–3 = 3 – lg2,605 = 2,7.  

Ответ: [H+] = 2,05 · 10–3 моль/л; рН = 2,7.
 


Задача 42.
Вычислите рН 0,02 М раствора аммиака, если  КD = 1,76·10–5
Решение:
В водном растворе аммиака имеет место равновесие: 

NH3 + H2O ⇔ NН4+ + OH

Поскольку КО < 1 · 10–2, полагаем, что равновесная концентрация недиссоциированного основания равна его общей концентрации:  CО(NH4OH) = 0,02 моль/дм3. Для слабых оснований [H+] вычисляют по формуле:

рн

 

 

рН = –lg[H+] = –lg1,7 · 10–11 = 11 – lg1,7 = 10,77.  

Ответ: [H+] = 1,7 · 10–11 моль/дм3; рН = 10,77.  
 


Задача 43.
К 80 см3 0,2 Н. раствора СН3СООН прибавили 20 см3  0,2 н. раствора СН3СООNa. Рассчитайте рН полученного раствора, если Кк = 1,78 · 10–5.  
Решение:
Объём раствора, полученного после сливания исходных растворов, равен 80 + 20 = 100 см3.

Рассчитаем нормальность веществ в полученном растворе смеси, получим:

Сн(СН3СООН) =  [Сн(СН3СООН) . V(СН3СООН)]/V(p-pa) = (0,2 . 80)/100 = 0,16 моль/дм3;
Сн(СН3СООNa) = [Сн(СН3СООNa) . V(СН3СООNa)]/V(p-pa) = (0,2 . 20)/100 = 0,04 моль/дм3.

Для буферных растворов, образованных слабой кислотой и солью этой кислоты, [Н+] находят по формуле:

[H+] = Кк . (Ск/Cc);

Тогда

[H+] =  1,78 · 10–5 . (0,16/0,04) = 7,12 · 10–5 моль/дм3.

рН = –lg[H+]; pH = –lg7,12 · 10–5 = 5 – lg7,12 = 4,15.

Ответ: [H+] = 7,12 · 10–5 моль/дм3; рН = 4,15.
 


Задача 44.
Вычислите и сравните рН растворов: а) 0,1 М HCl и 0,1 М CH3COOH; б) растворов, содержащих 7 г/дм3 HCl и 7 г/дм3 CH3COOH. 
Решение:

а) Расчет рН растворов: 0,1 М HCl, 0,1 М CH3COOH

1. рассчитаем рН раствора 0,1 М HCl

HCl - сильная кислота, которая диссциирует полностью, поэтому [H+] = СМ(HCl) = 0,1 моль/дм3.

Тогда 

рН = –lg[H+]; pH = –lg1 · 10–1 = 1 – lg1 = 1.

2. рассчитаем рН раствора 0,1 М CH3COOH

CH3COOH (Кк = 1,78 · 10–5) – слабая кислота. Для слабых кислот [H+] вычисляется по формуле:

рн

 

 

 

рН = –lg[H+] = –lg1,33 · 10–3 = 3 – lg1,33 = 2,88.  

б) Расчет рН растворов, содержащих 7 г/дм3 HCl и 7 г/дм3 CH3COOH

1. Рассчитаем рН раствора HCl

Определим концентрацию HCl, получим:

СМ(HCl) = m(HCl)/M(HCl) = 7/36,5 = 0,19 = 1,9 · 10–1

Так как HCl сильный электролит, то [H+] = См(HCl) = 0,19 = 1,9 · 10–1 моль/дм3.

рН = –lg[H+]; pH = –lg1,9 · 10–1 = 1 – lg1,9 = 0,72.

2. Рассчитаем рН раствора CH3COOH

Определим концентрацию CH3COOH, получим:

СМ(CH3COOH) = m(CH3COOH)/M(CH3COOH) = 7/60 = 0,117.
 
CH3COOH – слабая кислота. Для слабых кислот [H+] вычисляется по формуле:

рн

 

 

 

рН = –lg[H+]; pH = –lg1,44 · 10–3 = 3 – lg1,44 = 2,85.

Ответ: а) 1 и 2,88; б) 0,72 и 2,85.