Дано:
Объем раствора гидроксида натрия: 30 мл
Концентрация гидроксида натрия: 1 %
Желаемое значение pH: 10.0
Найти:
Массу гидрокарбоната натрия, необходимую для растворения в 30 мл раствора гидроксида натрия концентрацией 1 %, чтобы получить раствор с pH = 10.0.
Решение с расчетом:
1. Рассчитаем количество вещества (моль) гидроксида натрия в 30 мл раствора:
Масса гидроксида натрия = концентрация × объем / 1000
Масса гидроксида натрия = 1 % × 30 мл / 100 = 0.3 г
2. Нейтрализацией гидроксида натрия добьемся повышения pH. Реакция будет следующей:
NaOH + HCO3- → NaHCO3 + H2O
3. Рассчитаем мольные соотношения между гидроксидом натрия и гидрокарбонатом натрия для достижения желаемого pH.
Нам нужно ввести избыток гидроксида натрия, чтобы нейтрализовать карбонатную кислотность и превратить её в гидрокарбонат.
4. Рассчитаем количество моля гидроксида натрия, необходимое для достижения pH = 10.0:
Так как требуется достичь высокого значения pH, это означает, что большинство ионов карбоната должны быть превращены в ионы гидрокарбоната, что требует нейтрализации одного эквивалента протонов:
Моль гидроксида натрия = 0.3 г / 40 г/моль = 0.0075 моль
5. Теперь найдем массу гидрокарбоната натрия, которая содержит необходимое количество молей:
Масса = моль × молярная масса
Молярная масса NaHCO3 = 22.99 г/моль (натрий) + 1.007 г/моль (водород) + 12.01 г/моль (углерод) + 3 × 15.999 г/моль (кислород) = 84.01 г/моль
Масса = 0.0075 моль × 84.01 г/моль = 0.63 г
Ответ:
Необходимо растворить около 0.63 г гидрокарбоната натрия в 30 мл раствора гидроксида натрия концентрацией 1 % для получения раствора с pH = 10.0.