Дано:
Объем раствора NH4OH = 500 мл = 0.5 л
Концентрация NH4OH = 0.1 М
Желаемый pH раствора = 9.25
Найти:
Массу хлорида аммония, необходимую для приготовления раствора с заданным pH.
Решение с расчетом:
1. Рассмотрим реакцию гидролиза NH4OH:
NH4OH + H2O -> NH4+ + OH-
2. При гидролизе NH4OH образуется ион гидроксида (OH-), который является основанием и влияет на pH раствора.
3. Чтобы получить раствор с заданным pH = 9.25, необходимо уравновесить концентрацию ионов гидроксида и ионов аммония в растворе.
4. Запишем уравнение реакции гидролиза NH4OH:
NH4OH -> NH4+ + OH-
5. Согласно принципу равновесия, концентрация [OH-] равна концентрации [NH4+] в растворе:
[OH-] = [NH4+]
6. Используем формулу для pH:
pH = pOH + log([NH4+]/[NH4OH])
7. Поскольку [OH-] = [NH4+] и [NH4OH] - известная концентрация, формула упрощается:
pH = pOH + log(1/[NH4OH])
8. Выразим pOH через pH:
pOH = 14 - pH
9. Подставим значения:
pOH = 14 - 9.25 = 4.75
10. Рассчитаем концентрацию OH-:
[OH-] = 10^(-pOH) = 10^(-4.75)
11. Согласно уравнению гидролиза, каждую молекулу NH4OH соответствует один ион OH-. Поэтому, для получения заданной концентрации OH-, необходимо добавить такое же количество молекул NH4OH.
12. Рассчитаем количество миллимолей NH4OH:
n(NH4OH) = C * V = 0.1 * 0.5 = 0.05 моль
13. Рассчитаем массу хлорида аммония:
Масса = количество миллимолей * молярная масса
Масса = 0.05 * (M(NH4Cl) + M(NH3))
M(NH4Cl) = 53.49 г/моль (молярная масса хлорида аммония)
M(NH3) = 17.03 г/моль (молярная масса аммиака)
Ответ:
Масса хлорида аммония, необходимая для приготовления раствора с pH = 9.25, составляет примерно 3.53 грамма.