Дано:
Объем раствора серной кислоты = 10 мл
Концентрация раствора серной кислоты = 0.05 М
Объем раствора NaOH = 10 мл
Концентрация раствора NaOH = 0.2 М
Найти:
pH раствора
Решение с расчетом:
1. Найдем количество вещества (молей) серной кислоты и гидроксида натрия:
n(H2SO4) = V * C = 10/1000 * 0.05 = 0.0005 моль
n(NaOH) = V * C = 10/1000 * 0.2 = 0.002 моль
2. Выясним, какое количество вещества избыло после реакции между H2SO4 и NaOH:
H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O
Из уравнения видно, что соединение H2SO4 реагирует с NaOH в соотношении 1:2. Это означает, что в данной реакции NaOH является избыточным реагентом.
3. Найдем количество избытка молей NaOH:
n(избыток NaOH) = n(NaOH) - 2 * n(H2SO4) = 0.002 - 2 * 0.0005 = 0.001 моль
4. Теперь найдем количество молей NaOH, которые остались после реакции:
n(NaOH остаток) = n(NaOH) - n(избыток NaOH) = 0.002 - 0.001 = 0.001 моль
5. Найдем общее количество молей в конечном растворе:
n(общее) = n(H2SO4) + n(NaOH остаток) = 0.0005 + 0.001 = 0.0015 моль
6. Найдем концентрацию всех ионов в растворе:
c(H+) = n(общее) / V(общий) = 0.0015 / 20 * 10^-3 = 0.075 М
c(OH-) = n(избыток NaOH) / V(общий) = 0.001 / 20 * 10^-3 = 0.05 М
7. С помощью этих значений найдем pH раствора:
pH = 14 - pOH = 14 - (-log(c(H+))) = 14 - (-log(0.075)) ≈ 12.82
Ответ:
pH раствора составляет примерно 12.82