Дано:
Объем раствора муравьиной кислоты (HCOOH): 15 мл
Концентрация муравьиной кислоты: 0.1 М
Объем раствора формиата натрия (HCOONa): 12 мл
Концентрация формиата натрия: 0.2 М
Найти:
Значение pH раствора после смешивания муравьиной кислоты и формиата натрия
Решение с расчетом:
1. Рассчитаем количество вещества (моль) муравьиной кислоты и формиата натрия до смешивания:
Моль муравьиной кислоты = концентрация × объем / 1000
Моль муравьиной кислоты = 0.1 М × 15 мл / 1000 = 0.0015 моль
Моль формиата натрия = концентрация × объем / 1000
Моль формиата натрия = 0.2 М × 12 мл / 1000 = 0.0024 моль
2. Муравьиная кислота реагирует с формиатом натрия, образуя буферную систему:
HCOOH + HCOONa ⇌ HCOO- + HCOOH
3. Найдем истинное количество муравьиной кислоты и формиата натрия после смешивания:
После смешивания общее количество муравьиной кислоты составит 0.0015 моль, а общее количество формиата натрия будет равно 0.0024 моль.
4. Рассчитаем соотношение между муравьиной кислотой и формиатом натрия:
Так как муравьиная кислота и формиат натрия находятся в соотношении 1:1.6, то они будут примерно в таком же соотношении после смешивания.
5. Найдем значение pH раствора после смешивания:
pH = pKa + log([HCOO-] / [HCOOH])
pKa для муравьиной кислоты составляет около 3.75
Так как соотношение между HCOO- и HCOOH примерно 1:1.6, то можно использовать приблизительное значение рН = pKa + log(0.625) ≈ 3.75 - 0.20 ≈ 3.55
Ответ:
Значение pH раствора после смешивания муравьиной кислоты и формиата натрия составляет примерно 3.55.