Дано:
V(NaOH) = 10 м³ (объем раствора едкого натра)
C(NaOH) = 2% (массовая доля едкого натра)
ρ(NaOH) = 1,021 г/см³ (плотность едкого натра)
V(H3PO4) = 15 м³ (объем фосфорной кислоты)
C(H3PO4) = 5% (массовая доля фосфорной кислоты)
ρ(H3PO4) = 1,026 г/см³ (плотность фосфорной кислоты)
Найти:
pH раствора, полученного смешиванием едкого натра и фосфорной кислоты.
Решение с расчетом:
Сначала найдем количество вещества щелочи и кислоты в исходных растворах:
m(NaOH) = C(NaOH) * V(NaOH) = 0,02 * 10000 = 200 кг
m(H3PO4) = C(H3PO4) * V(H3PO4) = 0,05 * 15000 = 750 кг
Теперь определим количество вещества и концентрацию веществ в исходных растворах:
n(NaOH) = m(NaOH) / M(NaOH) = 200000 г / 40 г/моль = 5000 моль
c(NaOH) = n(NaOH) / V_total = 5000 моль / 25000 л = 0,2 моль/л
n(H3PO4) = m(H3PO4) / M(H3PO4) = 750000 г / (98 + 4*16) г/моль = 3500 моль
c(H3PO4) = n(H3PO4) / V_total = 3500 моль / 25000 л = 0,14 моль/л
Теперь рассчитаем общее количество вещества в смеси растворов:
n_total = n(NaOH) + n(H3PO4) = 5000 моль + 3500 моль = 8500 моль
Теперь рассчитаем концентрацию ионов водорода в растворе:
c(H+) = n(H+) / V_total = n_total / V_total = 8500 моль / 25000 л ≈ 0,34 моль/л
Теперь рассчитаем рН раствора:
pH = -log(c(H+)) = -log(0,34) ≈ 0,47
Ответ: РН раствора, полученного смешиванием 10 м³ 2 % раствора едкого натра и 15 м³ 5 % фосфорной кислоты, составит примерно 0,47.