Решение задач по химии на расчет 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:
рК_к = 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

С_о = С_к = С_с = 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 + 1/2рК_к + 1/2lgС_с, где

рК_к - 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:

С_M(NH₄OH) = [m(NH₄OH)/M(NH4OH)]^.1000/V(p-pa) = (5/35,04)^.1000/200 = 0,71 моль/л;
С_M(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:

К_D = [NH₄⁺]^.[ОН^-]/[NH₄OH] находим, что
[NH₄OH] = [NH₄⁺]^.[ОН^-]/K_D = C_M(NH₄OH).

Тогда

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

Ответ: 0,54 моль/л.

---