Дано:
- объем раствора серной кислоты: V₁ = 200 мл = 0,2 л
- концентрация серной кислоты: c₁ = 0,5 н. (нормолярный)
- объем раствора едкого натра: V₂ = 300 мл = 0,3 л
- концентрация едкого натра: c₂ = 0,3 М (молярный)
Найти: рН раствора после смешивания.
Решение с расчетом:
1. Найдем количество вещества в молях каждого из реагентов:
- Для серной кислоты (H₂SO₄):
n₁ = c₁ * V₁ = 0,5 * 0,2 = 0,1 моль
- Для едкого натра (NaOH):
n₂ = c₂ * V₂ = 0,3 * 0,3 = 0,09 моль
2. Рассмотрим реакцию между серной кислотой и едким натром:
H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O
Обратим внимание, что серная кислота реагирует с едким натром в соотношении 1:2.
3. Найдем количество вещества, которое будет использовано при реакции, и определим избыток или недостаток компонентов:
- На основе реакции видно, что серная кислота (H₂SO₄) остается в остатке.
- Натрий из едкого натра (NaOH) реагирует полностью.
4. Рассчитаем концентрацию водородных ионов в итоговом растворе:
Объем итогового раствора V = V₁ + V₂ = 0,2 + 0,3 = 0,5 л
Объем водородных ионов равен количеству моль серной кислоты, так как он не участвует в реакции.
[H⁺] = n₁ / V = 0,1 / 0,5 = 0,2 М
5. Найдем pH раствора:
pH = -log[H⁺] = -log(0,2) ≈ -log(2*10^(-1)) = -(-0,7)
pH ≈ 0,7
Ответ:
pH раствора после смешивания примерно равен 0,7.