Розрахувати концентрацію Н+, ОН- та рН розчину, отриманого при змішуванні 50 мл 0,2 М розчину оцтової кислоти та 30 мл 0,1 М розчину Натрій ацетату
Кд СН3СООН = 1,75*10-5
Ответы
Ответ:
Спочатку знайдемо кількість молів оцтової кислоти та Натрій ацетату:
n(CH3COOH) = V(CH3COOH) * C(CH3COOH) = 50 мл * 0,2 М = 0,01 моль
n(CH3COONa) = V(CH3COONa) * C(CH3COONa) = 30 мл * 0,1 М = 0,003 моль
Після змішування розчинів утворюється буферний розчин. Концентрація Н+ та ОН- в буферному розчині залежить від співвідношення між концентраціями оцтової кислоти та її спряженої основи – ацетатного іону. Знайдемо концентрації цих речовин в буферному розчині за допомогою рівняння Гендерсона-Гасселябах:
pH = pKa + log([A-]/[HA])
де pKa – константа дисоціації оцтової кислоти, рівна 4,76; [A-] – концентрація ацетатного іону; [HA] – концентрація оцтової кислоти.
Знаходимо концентрацію ацетатного іону:
[A-] = n(CH3COONa) / V(буфер) = (0,003 моль) / (50 мл + 30 мл) = 0,03 М
Знаходимо концентрацію оцтової кислоти:
[HA] = n(CH3COOH) / V(буфер) = (0,01 моль) / (50 мл + 30 мл) = 0,1 М
Підставляємо ці значення у рівняння Гендерсона-Гасселябах:
pH = 4,76 + log(0,03 М / 0,1 М) = 4,4
Отже, pH буферного розчину становить 4,4.
Знаходження концентрації ОН- в буферному розчині важко, тому її зазвичай розраховують з концентрації Н+. У буферному розчині концентрація Н+ дорівнює концентрації оцтової кислоти:
[H+] = [HA] = 0,1 М
За допомогою рівняння водно-іонного дисоціації води знаходимо концентрацію ОН-:
[H+] * [OH-] = 10^-14 М^2
[OH-] = 10^-14 М^2 / [H+] = 10^-14 М^2 / 0,1 М = 10^-13 М
Отже, концентрація ОН- в буферному розчині становить 10^-13 М.
У результаті, концентрація Н+ становить 0,1 М, концентрація ОН- становить 10^-13 М, а pH буферного розчину дорівнює 4,4.