Дано:
V(NH4OH) = 5 л (объем раствора гидроксида аммония)
C(NH4OH) = 5% (массовая доля гидроксида аммония)
ρ(NH4OH) = 0,986 г/мл (плотность гидроксида аммония)
V(H2SO4) = 10 л (объем раствора серной кислоты)
C(H2SO4) = 3% (массовая доля серной кислоты)
ρ(H2SO4) = 1,019 г/мл (плотность серной кислоты)
Найти:
pH полученного раствора после смешивания гидроксида аммония и серной кислоты.
Решение с расчетом:
Сначала найдем количество вещества аммония и серной кислоты в исходных растворах:
m(NH4OH) = C(NH4OH) * V(NH4OH) = 0,05 * 5000 = 250 г
m(H2SO4) = C(H2SO4) * V(H2SO4) = 0,03 * 10000 = 300 г
Теперь определим количество вещества и концентрацию веществ в исходных растворах:
n(NH4OH) = m(NH4OH) / M(NH4OH) = 250 г / 17 г/моль = 14,71 моль
c(NH4OH) = n(NH4OH) / V_total = 14,71 моль / 15000 л ≈ 0,001 моль/л
n(H2SO4) = m(H2SO4) / M(H2SO4) = 300 г / (98 + 32 + 4*16) г/моль = 1,55 моль
c(H2SO4) = n(H2SO4) / V_total = 1,55 моль / 15000 л ≈ 0,0001 моль/л
Теперь определим количество вещества аммония и серной кислоты после их смешивания:
n_total = n(NH4OH) + n(H2SO4) = 14,71 моль + 1,55 моль = 16,26 моль
Теперь рассчитаем концентрацию ионов водорода в растворе:
c(H+) = n(H+) / V_total = n_total / V_total = 16,26 моль / 15000 л ≈ 0,0011 моль/л
Теперь рассчитаем pH раствора:
pH = -log(c(H+)) = -log(0,0011) ≈ 3,96
Ответ: РН полученного раствора, после смешивания 5 л 5 % раствора гидроксида аммония и 10 л 3 % раствора серной кислоты, составит примерно 3,96.