Question

1)Сколько мл 20% раствора HCl (ρ = 1,1 г/см3) нужно взять для приготовления 0,5 л раствора с рН = 2? 2)Вычислите рН 0,07М раствора NH4OH, если степень диссоциации α = 1,4 ∙ 10^-2?

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

1)Сколько мл 20% раствора HCl (ρ = 1,1 г/см3) нужно взять для приготовления 0,5 л раствора с рН = 2?

Понятия  рН, рОН,   Kw  как  и весь закон  действия масс  применимы   к  разбавленным  растворам  слабых  электролитов.  Только  в предельно  разбавленных  растворах  сильных  электролитов  они  подчиняются   закону  действия  масс.

 Начнем  с  рН = 2  При  таком  значении  рН   концентрация  ионов Н+ составляет  0,01 моль/л

Вычислим  массу  соляной  кислоты:

 Vp-pa  0,5 л,  См = 0,01 моль/л  ,  молярная  масса  кислоты 36,5 г/моль

   m(HCl)  =  Cм  ×  М   ×   V(л)  =  0,01  ×  36,5  ×  0,5 =  0,1825 г  

Найдем  массу  20%  раствора  

m(20% р-ра HCl) =  0,1825 г  : 0,2 = 0,9125 г  

V(20% р-ра HCl)  =  0,9125  г  :  1,1 г/см3  =  0,83 см3

2)Вычислите рН 0,07М раствора NH4OH, если степень диссоциации α = 1,4 ∙ 10⁻²?

Раствор  NH4OH   будет  диссоциировать   по уравнению:  

 NH4OH  ⇆ NH4⁺  +  OH⁻

 Концентрация   гидроксид-ионов  составит

[OH⁻]  =  С(NH4OH)  × α =   0,07  моль/л  × 1,4 ∙ 10⁻²  = 0,00098 моль/л

рОН  = 3    рН = 14 - рОН  =  14 -3 =  11

Answer 2

Давайте рассмотрим оба вопроса по очереди:

1. Для начала, давайте найдем массовую концентрацию (моль/л) HCl в растворе с рН = 2. Зная, что рН определяется формулой:

pH = -log[H+],

где [H+] - концентрация ионов водорода в моль/л. Для раствора с рН = 2:

2 = -log[H+],

[H+] = 10^(-2) моль/л.

Теперь, давайте рассчитаем, сколько моль HCl требуется для приготовления 0,5 л раствора:

Моль HCl = концентрация × объем = 10^(-2) моль/л × 0,5 л = 5 * 10^(-3) моль.

Теперь нам нужно найти массу HCl, соответствующую этому количеству молей:

Масса = моль × молярная масса = 5 * 10^(-3) моль × 36,46 г/моль (молярная масса HCl) ≈ 0,1823 г.

Теперь, чтобы найти объем 20% раствора HCl, который содержит 0,1823 г HCl, давайте воспользуемся плотностью раствора:

Масса = объем × плотность,

0,1823 г = объем × 1,1 г/см³,

Объем = 0,1823 г / 1,1 г/см³ ≈ 0,1657 см³.

2. Для расчета pH раствора NH4OH с известной степенью диссоциации α, используем уравнение диссоциации:

NH4OH ⇌ NH4+ + OH-.

Степень диссоциации α выражается как отношение концентрации ионов NH4+ к начальной концентрации NH4OH:

α = [NH4+] / [NH4OH].

Известно, что начальная концентрация NH4OH равна 0,07 М.

Таким образом, [NH4+] = α × 0,07 М = 1,4 * 10^(-2) × 0,07 М = 9,8 * 10^(-4) М.

Так как NH4OH диссоциирует на один ион OH- и один ион NH4+, то концентрация OH- также будет равна 9,8 * 10^(-4) М.

Теперь мы можем найти pOH:

pOH = -log[OH-] = -log(9,8 * 10^(-4)) ≈ 3,01.

И наконец, вычислим pH:

pH = 14 - pOH = 14 - 3,01 ≈ 10,99.

Таким образом, рН 0,07М раствора NH4OH с α = 1,4 * 10^(-2) составляет примерно 10,99.