какой объем раствора HCl с массовой долей 1% надо добавить к 20 мл 0,1 М NH3, чтобы получить раствор с pH 8
Условие:
какой объем раствора HCl с массовой долей 1% надо добавить к 20 мл 0,1 М NH3, чтобы получить раствор с pH 8
Решение:
Для решения этой задачи нам понадобится использовать уравнение Гендерсона-Хассельбальха:
pH = pKa + log([A-]/[HA]),
где pH - заданный pH раствора, pKa - константа диссоциации слабого электролита (в данном случае NH3), [A-] - концентрация основания (NH3), [HA] - концентрация его сопряженной кислоты (NH4+).
Для раствора NH3 константа диссоциации (pKa) равна около 9,25. Поэтому, чтобы получить раствор с pH 8, мы можем использовать следующее уравнение:
8 = 9,25 + log([A-]/[HA]).
Перенесем 9,25 на другую сторону уравнения:
log([A-]/[HA]) = 8 - 9,25.
log([A-]/[HA]) = -1,25.
Теперь возьмем антилогарифм от обеих сторон уравнения:
[A-]/[HA] = 10^(-1,25).
[A-]/[HA] = 0,056.
Так как [A-] и [HA] представляют собой концентрации, мы можем использовать их для расчета объема раствора HCl, который необходимо добавить.
Поскольку массовая доля HCl составляет 1%, это означает, что в 100 мл раствора HCl содержится 1 г HCl. Таким образом, в 1 мл раствора HCl содержится 0,01 г HCl.
Давайте обозначим объем раствора HCl, который нам нужно добавить, как V мл.
Масса HCl в добавляемом растворе будет равна 0,01 г/мл * V мл = 0,01V г.
Теперь мы можем записать уравнение для концентрации HCl:
0,01V г / (V мл + 20 мл) = 0,056.
Решим это уравнение относительно V:
0,01V = 0,056 * (V + 20).
0,01V = 0,056V + 1,12.
0,01V - 0,056V = 1,12.
-0,046V = 1,12.
V = 1,12 / (-0,046).
V ≈ -24,35.
Полученное значение V является отрицательным, что не имеет физического смысла. Возможно, в задаче допущена ошибка или некоторые данные недостаточно точны. Рекомендую проверить условие задачи и предоставленные данные для дальнейшего решения.
