Дано:
V(NH4Cl) = 200 мл (объем раствора хлорида аммония)
m(NH4Cl) = 2,14 г (масса хлорида аммония)
m(NaOH) = 2,1 г (масса гидроксида аммония)
V(HCl) = 10 мл (объем раствора соляной кислоты)
C(HCl) = 2 н. (концентрация соляной кислоты)
Найти:
Изменение pH раствора после добавления 2 н. раствора соляной кислоты.
Решение с расчетом:
Сначала найдем количество вещества хлорида аммония и гидроксида аммония в исходном растворе:
n(NH4Cl) = m(NH4Cl) / M(NH4Cl) = 2,14 г / 53,49 г/моль ≈ 0,04 моль
n(NaOH) = m(NaOH) / M(NaOH) = 2,1 г / 40 г/моль = 0,0525 моль
Теперь рассчитаем концентрацию ионов аммония и гидроксидного иона в растворе:
c(NH4+) = n(NH4Cl) / V(NH4Cl) = 0,04 моль / 0,2 л = 0,2 моль/л
c(OH-) = n(NaOH) / V(NaOH) = 0,0525 моль / 0,2 л = 0,2625 моль/л
Теперь найдем количество вещества соляной кислоты, добавленное в раствор:
n(HCl) = C(HCl) * V(HCl) = 2 * 0,01 л = 0,02 моль
Теперь рассчитаем изменение концентрации ионов водорода и гидроксильных ионов в результате реакции:
Δn(H+) = n(HCl) = 0,02 моль
Δn(OH-) = n(HCl) = 0,02 моль
Теперь определим новое количество вещества аммония и гидроксидного иона в растворе:
n_new(NH4+) = n(NH4Cl) - Δn(H+) = 0,04 моль - 0,02 моль = 0,02 моль
n_new(OH-) = n(NaOH) - Δn(H+) = 0,0525 моль - 0,02 моль = 0,0325 моль
Теперь рассчитаем концентрацию ионов водорода и гидроксильных ионов в растворе после добавления соляной кислоты:
c(H+) = Δn(H+) / V_total = 0,02 моль / (0,2 л + 0,01 л) = 0,1 моль/л
c(OH-) = n_new(OH-) / V_total = 0,0325 моль / (0,2 л + 0,01 л) = 0,1625 моль/л
Теперь рассчитаем рН раствора после добавления соляной кислоты:
pOH = -log(c(OH-)) = -log(0,1625) ≈ 0,79
pH = 14 - pOH = 14 - 0,79 ≈ 13,21
Теперь найдем изменение рН:
ΔpH = pH_после - pH_до = 13,21 - 9,3 ≈ 3,91
Ответ: РН раствора увеличится примерно на 3,91 Einheit.