Вычислить pH раствора, полученного смешением растворов 10 миллилитров 0,1 М раствора уксусной кислоты (СН3СООН) и 5 миллилитров 0,1 М раствора гидроксида натрия (NaOH). K_а = 1,75 ⋅ 10^–5.

 Решение задачи

Рассчитаем объем раствора (V) после смешения растворов по формуле:

 

Получаем:

V = 10 + 5 = 15 (мл).

Вычислим концентрации компонентов  после смешения растворов  уксусной кислоты (СН3СООН) и гидроксида натрия (NaOH):

С_М (СН3СООН) = (V_исх. (СН3СООН)  ⋅ С_М,_исх.(СН3СООН)) / V = (10 ⋅ 0,1) / 15 = 0,066 (моль/л),

С_М (NaOH) = (V_исх. (NaOH) ⋅ С_М,_исх.( NaOH)) / V = (5 ⋅ 0,1) / 15 = 0,033 (моль/л).

При смешении растворов протекает реакция:

Найдем концентрацию ацетата натрия (CH₃COONa):

С_М (СН3СООNa) = 0,066 — 0,033 = 0,033 (моль/л).

В результате протекания реакции получили буферный раствор. Рассмотрим равновесия в буферном растворе:

Константа диссоциации слабой кислоты рассчитывается по формуле:

Найдем х:

1,75 ⋅ 10^–5 = х ⋅ (0,033 + х) / 0,033 — х

Так как х << 0,033, то:

1,75 ⋅ 10^–5 = х ⋅ 0,033 / 0,033 = х

Получаем:

[H+] = х = 1,74 ⋅ 10^–5 (моль/л)

Вычислим рН раствора, полученного смешением растворов по формуле:

Получаем:

рН = -lg1,74 ⋅ 10^–5  = 4,76

Ответ:

рН раствора после смешения растворов  равен 4,76.