Как изменится pH раствора с буферной емкостью 0,125 моль/л, если добавить 200 мл раствора щелочи (c1/z = 0,3 моль/л

Содержание вопроса: Буферные растворы

Пояснение: Буферный раствор - это раствор, который способен устойчиво поддерживать постоянный pH при добавлении кислот или щелочей. Он состоит из слабой кислоты и ее соли или слабой основы и ее соли. Изменение pH буферного раствора можно определить, используя уравнение Гендерсона-Хассельбальха:

pH = pKa + log ([соли] / [кислоты]),

где pKa - логарифмическая константа диссоциации слабой кислоты, [соли] - концентрация соли, [кислоты] - концентрация слабой кислоты.

Для данной задачи у нас есть буферная смесь объемом 4 л и концентрацией 0,125 моль/л. Мы добавляем 200 мл раствора щелочи концентрацией 0,3 моль/л к этой смеси. При этом изменяется концентрация соли и концентрация кислоты в буферной смеси.

Вычислим изменение концентраций соли и кислоты:

Изначально в 4 л буферной смеси содержалось 0,125 моль/л * 4 л = 0,5 моль соли и 0,125 моль/л * 4 л = 0,5 моль кислоты.

После добавления 200 мл раствора щелочи, концентрация соли станет 0,5 моль + 0,3 моль/л * 0,2 л / (4 л + 0,2 л) = 0,527 моль/л, где 0,2 л - объем добавленного раствора щелочи.

Концентрация кислоты изменится на 0,027 моль/л: 0,5 моль - 0,3 моль/л * 0,2 л / (4 л + 0,2 л) = 0,473 моль/л.

Теперь мы можем использовать уравнение Гендерсона-Хассельбальха, чтобы найти изменение pH буферного раствора:

pH = pKa + log ([соли] / [кислоты]) = pKa + log (0,527 / 0,473).

Здесь pKa может зависеть от конкретной кислоты, которую использовали в буферной смеси.

Совет: Чтобы лучше понять буферные растворы, рекомендуется изучить концепцию слабых кислот и оснований, а также уравнение Гендерсона-Хассельбальха.

Дополнительное упражнение: Если исходная концентрация кислоты в задаче была 0,2 моль/л, как изменится pH раствора буферной смеси после добавления раствора щелочи?