Каков будет pH раствора после растворения 5,3 г безводного карбоната натрия в 0,2 л воды (с учетом плотности воды

Тема урока: Расчет pH раствора

Пояснение: Для решения данной задачи нам понадобится использовать знания о растворимости и реактивности безводного карбоната натрия в воде, а также о pH раствора.

Пошаговое решение:

Шаг 1: Рассчитаем массу безводного карбоната натрия.
Масса безводного карбоната натрия составляет 5,3 г.

Шаг 2: Рассчитаем объем растворителя.
Объем воды равен 0,2 л.

Шаг 3: Рассчитаем моли безводного карбоната натрия.
Для этого используем формулу: моли = масса / молярная масса.

Молярная масса безводного карбоната натрия (Na2CO3) = 105,99 г/моль.
Молярная масса у нас в два раза больше, так как в формуле стоит Na2 (два атома натрия).

Моли безводного карбоната натрия = 5,3 г / (2 * 105,99 г/моль) = 0,0250 моль.

Шаг 4: Рассчитаем концентрацию безводного карбоната натрия.
Концентрация (c) = моли / объем растворителя.

Концентрация безводного карбоната натрия = 0,0250 моль / 0,2 л = 0,125 М.

Шаг 5: Расчитаем рН раствора.
pH раствора зависит от концентрации ионов водорода (H+) в растворе. Поскольку у нас карбонатный ион (CO3^-2), нам нужно узнать, какой процент этого иона превращается в ион водорода (H+). Для этого используем равновесие реакции:
CO3^-2 + H2O ⇌ HCO3^- + OH^-

В данном случае мы учитываем только OH^-, поскольку это ион, который влечет за собой изменение pH.
Безводный карбонат натрия будет диссоциировать, образуя Na+ и CO3^-2 ионы. 1 моль безводного карбоната натрия превращается в 1 моль CO3^-2 ионов.

Концентрация OH^- ионов, образованных из безводного карбоната натрия, будет равна концентрации CO3^-2 ионов.

Теперь мы можем рассчитать pOH раствора, используя формулу: pOH = -log(OH^-).

Поэтому pOH раствора = -log(концентрация OH^-).

Теперь, так как pH + pOH = 14, мы можем рассчитать pH раствора: pH = 14 - pOH.

Например:
Определите pH раствора после растворения 5,3 г безводного карбоната натрия в 0,2 л воды с учетом плотности воды, равной 1,01 г/мл.

Совет:
Для лучшего понимания и закрепления данной темы, рекомендуется изучить растворимость ионных соединений, а также принципы pH и pOH, и как они взаимосвязаны.

Задача для проверки:
Рассчитайте pH раствора, полученного после растворения 3,8 г безводного хлорида кальция в 150 мл воды. (Молярная масса CaCl2 = 110,98 г/моль) Вспомните, что CaCl2 диссоциирует в растворе на три иона: Ca^2+ и 2 Cl^-.