pH раствора после смешивания растворов кислоты и щелочи
Рассчитать pH раствора, полученного смешением 25 мл 0,5 М раствора HCl, 10 мл 0,5 М раствора NaOH и 15 мл воды. Коэффициенты активности ионов принять равными единице.
Дано
`V_1(HCl) = 25 text{ мл} = 0.025 text{ л}`
`C_1(HCl) = 0.5 text{ моль/л}`
`V_2(NaOH) = 10 text{ мл} = 0.01 text{ л}`
`C_2(NaOH) = 0.5 text{ моль/л}`
`V_3(H_2O) = 15 text{ мл} = 0.015 text{ л}`
Найти
`pH = text{?}`
Решение
Запишем уравнение реакции нейтрализации:
`HCl + NaOH = NaCl + H_2O`
Найдём количество вещества HCl:
`n(HCl) = C_1(HCl) * V_1(HCl) = 0.5 * 0.025 = 0.0125 text{ моль}`
Найдём количество вещества NaOH:
`n(NaOH) = C_2(NaOH) * V_2(NaOH) = 0.5 * 0.01 = 0.005 text{ моль}`
Так как HCl и NaOH реагируют в соотношении 1:1, то после реакции останется избыток HCl:
`n_text{изб.}(HCl) = n(HCl) - n(NaOH) = 0.0125 - 0.005 = 0.0075 text{ моль}`
Найдём общий объём раствора после смешения:
`V_text{общ.} = V_1(HCl) + V_2(NaOH) + V_3(H_2O) = 0.025 + 0.01 + 0.015 = 0.05 text{ л}`
Рассчитаем концентрацию ионов H⁺ в конечном растворе:
`[H^+] = (n_text{изб.}(HCl))/(V_text{общ.}) = 0.0075 / 0.05 = 0.15 text{ моль/л}`
Вычислим pH раствора:
`pH = -lg[H^+] = -lg(0.15) = 0.8239`
Ответ
`pH = 0.8239`