Дано:
- pH первоначального раствора (до добавления): pH₁ = 10,13
- объем первоначального раствора: V₁ (что ищем)
- объем добавленного раствора: V₂ = 30 л
- pH добавленного раствора: pH₂ = 9,76
- pH конечного раствора (после смешивания): pH₃ = 9,92
Найти: объем первоначального раствора V₁.
Решение с расчетом:
1. Расчитаем концентрацию водородных ионов в каждом из растворов с помощью формулы pH = -log[H⁺], где [H⁺] - концентрация водородных ионов.
- В первоначальном растворе (pH₁ = 10,13):
[H⁺₁] = 10^(-pH₁) = 10^(-10,13)
- В добавленном растворе (pH₂ = 9,76):
[H⁺₂] = 10^(-pH₂) = 10^(-9,76)
- В конечном растворе (pH₃ = 9,92):
[H⁺₃] = 10^(-pH₃) = 10^(-9,92)
2. Составим уравнение баланса водородных ионов для реакции смешивания:
[H⁺₁] * V₁ + [H⁺₂] * V₂ = [H⁺₃] * (V₁ + V₂)
Подставляем известные значения исходя из расчетов:
(10^(-10,13)) * V₁ + (10^(-9,76)) * 30 = (10^(-9,92)) * (V₁ + 30)
3. Решаем полученное уравнение для нахождения V₁.
Ответ:
V₁ ≈ 3,28 л
Таким образом, объем первоначального раствора равен примерно 3,28 л.