Вопрос школьника
Рассчитайте концентрацию ионов [OH-] и рН в 0,003 молярном растворе СН3СООН? (КСН3СООН = 1,85 • 10-5 моль/л; lg 2,36 = 0,36)
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать уравнение Гендерсона-Хассельбальха:
pH = pKa + lg([A-]/[HA]),
где pH — концентрация водородных ионов, pKa — константа диссоциации слабой кислоты, [A-] — концентрация основания, образовавшегося в результате диссоциации кислоты, [HA] — концентрация недиссоциированной кислоты.
Для раствора СН3СООН:
pKa = -log(Ka) = -log(1,85 • 10^-5) = 4,73.
Так как СН3СООН является слабой кислотой, то можно считать, что [HA] = [CH3COOH] и [A-] = [CH3COO-].
Тогда:
pH = 4,73 + lg([CH3COO-]/[CH3COOH]).
Для нахождения концентрации ионов [OH-] необходимо использовать уравнение:
Kw = [H+][OH-],
где Kw — константа ионизации воды, равная 1 • 10^-14.
Так как pH + pOH = 14, то можно найти концентрацию ионов [OH-]:
pOH = 14 — pH = 14 — (4,73 + lg([CH3COO-]/[CH3COOH])) = 9,27 — lg([CH3COO-]/[CH3COOH]).
[OH-] = 10^-pOH = 10^-(9,27 — lg([CH3COO-]/[CH3COOH])).
Теперь можно подставить известные значения и рассчитать концентрацию ионов [OH-]:
[OH-] = 10^-(9,27 — 0,36) / (0,003 * 1,85 • 10^-5) = 1,2 • 10^-6 моль/л.
Для нахождения рН необходимо использовать уравнение:
pH = -log[H+],
где [H+] — концентрация водородных ионов.
Тогда:
[H+] = Kw / [OH-] = 1 • 10^-14 / 1,2 • 10^-6 = 8,3 • 10^-9 моль/л.
pH = -log(8,3 • 10^-9) = 8,08.
Таким образом, концентрация ионов [OH-] в растворе СН3СООН составляет 1,2 • 10^-6 моль/л, а рН равен 8,08.
