Question

Вычислите рН раствора, полученного при смешении 20 мл 0,2 М NH3 и 10 мл 0,1 М HCl.

Answer 1

Ответ:

В 20 мл (0,02 л) 0,3М раствора NH3 содержится 0,02л * 0,2моль/л = 0,004 моль NH3. В 10 мл (0,01 л) 0,1М раствора HCl содержится 0,01л * 0,1 моль/л = 0,001моль HCl. NH3 и HCl реагируют между собой: NH3 + HCl = NH4Cl. NH3 в избытке (0,004 моль - 0,001моль = 0,003 моль) . Всего в растворе содержится 0,001 моль NH4Cl и 0,003моль NH3, а объем раствора 30 мл (0,03 л) . Можно воспользоваться уравнением Гендерсона-Гассельбаха, приняв, что полученный раствор представляет собой буфер. рН = 14 - рКb - lg([NH3]/[NH4Cl]), где pKb = -lgKb - отрицательный логарифм константы основности, [NH3] - концентрация аммиака, [NH4Cl] - концентрация хлорида аммония. Объем раствора в выражении [NH3]/[NH4Cl] можно сократить, останется только отношение молей: v(NH3)/v(NH4Cl) = 0,003/0,001= 3. Kb(NH3) = 1,8 * 10^(-5) => pKb = 4,74. Тогда рН = 14 - 4,74 - lg2 = 8,96.

Answer 2

Для вычисления pH раствора, полученного при смешении кислоты и основания, мы можем использовать уравнение нейтрализации. В данном случае мы смешиваем 20 мл 0,2 М NH3 (аммиак) с 10 мл 0,1 М HCl (соляная кислота). Уравнение реакции между ними выглядит следующим образом:

NH3 + HCl -> NH4Cl

Это уравнение показывает, что аммиак (NH3) реагирует с соляной кислотой (HCl), образуя аммоний хлорид (NH4Cl).

Теперь мы можем рассмотреть концентрации аммиака и аммония в полученном растворе. Начнем с аммиака:

Изначальная концентрация NH3 = 0,2 М Объем NH3 = 20 мл = 0,02 л

Количество молей NH3 = концентрация x объем = 0,2 М x 0,02 л = 0,004 моль NH3

Теперь рассмотрим аммоний:

Изначальная концентрация HCl = 0,1 М Объем HCl = 10 мл = 0,01 л

Количество молей HCl = концентрация x объем = 0,1 М x 0,01 л = 0,001 моль HCl

Поскольку аммиак и соляная кислота реагируют в эквимолярных количествах (1:1), весь аммиак будет преобразован в аммоний, и у нас останется 0,004 моль NH4+.

Теперь мы можем рассчитать концентрацию ионов водорода (H+) в растворе, которая равна концентрации аммония (NH4+), так как NH4+ - это амфотерный ион, который может действовать как кислота:

Концентрация H+ = 0,004 моль / (0,02 л + 0,01 л) = 0,004 моль / 0,03 л = 0,1333 М

Теперь мы можем вычислить pH, используя формулу:

pH = -log10(H+)

pH = -log10(0,1333)

pH ≈ 0,875

Таким образом, pH раствора, полученного при смешении 20 мл 0,2 М NH3 и 10 мл 0,1 М HCl, составляет примерно 0,875.