Какой объем раствора NaOH с концентрацией 0.1 М требуется добавить к 200 мл раствора HCl с концентрацией 0.15 М, чтобы

Решение:

Для решения данной задачи, необходимо использовать уравнение Гендерсона-Хассельбальха.

Уравнение Гендерсона-Хассельбальха выглядит следующим образом:

pH = pKa + log([A-]/[HA]),

где pH - значение pH, pKa - константа диссоциации, [A-] - концентрация основания, [HA] - концентрация кислоты.

В данной задаче нам даны значения pH = 12, концентрация кислоты HCl = 0.15 М и объем раствора кислоты V(HCl) = 200 мл.

Мы также знаем, что NaOH - основание, поэтому концентрацию основания [A-] можно считать равной концентрации NaOH.

Найдем значение pKa. Для HCl pKa = -log(0.15) = -(-0.82) = 0.82.

Теперь можем подставить все значения в уравнение Гендерсона-Хассельбальха и найти концентрацию NaOH:

12 = 0.82 + log([NaOH]/0.15).

После преобразований уравнения получаем:

log([NaOH]/0.15) = 12 - 0.82,

log([NaOH]/0.15) = 11.18.

Теперь найдем значение [NaOH]:

[NaOH]/0.15 = 10^11.18,

[NaOH] = 0.15 * 10^11.18,

[NaOH] ≈ 1.5 * 10^10.68.

Теперь для нахождения объема раствора NaOH воспользуемся формулой нахождения количества вещества:

n = c * V,

где n - количество вещества, c - концентрация, V - объем.

Для NaOH имеем:

(1.5 * 10^10.68) * V = 0.1 * V,

V ≈ (0.1 / (1.5 * 10^10.68)).

Таким образом, объем раствора NaOH, необходимый для достижения значения pH равного 12, составляет примерно [(0.1 / (1.5 * 10^10.68))] мл.

Совет: При решении задач, связанных с применением уравнения Гендерсона-Хассельбальха, полезно помнить смысл каждого из его компонентов и как они взаимосвязаны. Также полезно учиться применять уравнения для нахождения количества вещества и объема растворов.

Задание для закрепления: Есть раствор кислоты с pH=3 и концентрацией 0.05 М. Допустим, вы хотите изменить pH этого раствора на 5. Какое количество раствора основания с концентрацией 0.1 М вам нужно добавить? Какой будет объем добавленного раствора основания?