Как можно правильно рассчитать рН раствора электролита

 

рН раствора при смешении NaOH и  H3PO4.

 

Задача 150.
Рассчитать рН раствора, полученного добавлением 0,1 моль раствора NaOH и 0,1 моль раствора H3PO4.
Решение:
рКк = 2,12;
M(H3PO4) = 98 г/моль;
M(NaOH) = 40 г/моль;
рК2(H3PO4) = 7,21.
Растворы кислоты и щелочи взяты в разбавленном состоянии, поэтому образуется однозамещенная соль фосфорной кислоты:

Н3РО4 + NaOH = NaH2PO4 + H2O

Из уравнения реакции вытекает, что 1 моль NaOH реагирует с 1 моль H3PO4 и образуется 1 моль NaH2PO4.

Тогда

Со = Ск = Сс = 0,1 моль.

Дигидрофосфат натрия в воде гидролизуется и рН раствора вследствие высвобождающихся ионов гидроксила повышается.
Молекулярно-ионная форма гидролиза соли:

H2PO4(-) + H2O = Н3РО4 + ОН(-)

Для рассчета рН раствора соли NaH2PO4 без учета диссоциации воды, подставим значение константы диссоциации фосфорной кислоты по первой ступени и концентрацию соли в уравнение:

рН = 7 + 1/2рКк + 1/2lgСс, где

рКк - константа диссоциации кислоты; Сс - концентрация соли.

Тогда

рН(NaH2PO4) = 7 + (0,5 . 2,12) + (0,5.lg0,1) = 7,56.

Ответ: 7,56.
 


Вычисление рН буферной системы


Задача 151.
Найдите pH раствора полученного растворением 5 г хлорида аммония в 200 мл раствора содержащего 7 г гидроксида аммония. Изменением объема при растворении пренебречь. Ko = 1,76.10-5.
Решение:
Kд = 1,76.10-5;
pKд = 4,76;
M(NH4OH) = 35,04 г/моль;
M(NH4Cl) = 53,491 г/моль.

1 Рассчитаем молярную концентрацию веществ, получим:

СM(NH4OH) = [m(NH4OH)/M(NH4OH)].1000/V(p-pa) = (5/35,04).1000/200 = 0,71 моль/л;
СM(NH4Cl) = [m(NH4Cl)/M(NH4Cl)].1000/V(p-pa) = (7/53,491).1000/200 = 0,65 моль/л.

2. Вычислить рН буферной системы

рH = 14 - pKo + lgCo/Cc = 14 - 4,76 + lg0,71/0,65 = 9,2.

Ответ: 9,2.
 


Определение молекулярной массы гидроксида аммония

 

Задача 152.
Определить молярную концентрацию гидроксида аммония, если рН = 11, а Кд = 1,8•10-5.
Решение:
NH4OH = NH4+ + OH-
рН = -lg[H+], следовательно 11 = -lg[H+], а [H+] = 1•10-11.

Тогда

[OH-] = Kw/[H+] = 1•10-14/1•10-11 = 1•10-3.

Из выражения константы диссоциации NH4OH:

КD = [NH4+].[ОН-]/[NH4OH] находим, что
[NH4OH] = [NH4+]*[ОН-]/KD = CM(NH4OH).

Тогда

CM(NH4OH) = [(1•10-3) . (1•10-3)]/1,8•10-5 = 0,54 моль/л.

Ответ: 0,54 моль/л.