Дано:
Объем раствора соляной кислоты (V1) = 50 мл = 0,05 л
Концентрация соляной кислоты (C1) = 0,3 М
Объем раствора аммиака (V2) = 120 мл = 0,12 л
Концентрация аммиака (C2) = 0,125 М
pH для получения = 9
Найти:
Количество аммиака, которое необходимо добавить к полученному раствору.
Решение:
1. Рассчитаем количество вещества соляной кислоты и аммиака в исходных растворах:
- n1 = V1 * C1 = 0,05 л * 0,3 М = 0,015 моль
- n2 = V2 * C2 = 0,12 л * 0,125 М = 0,015 моль
2. Общий объем раствора после смешивания равен сумме объемов исходных растворов: V = V1 + V2 = 0,05 л + 0,12 л = 0,17 л
3. Общее количество вещества после смешивания:
n = n1 + n2 = 0,015 моль + 0,015 моль = 0,03 моль
4. Рассчитаем концентрацию всех компонентов в итоговом растворе:
C(HCl) = n / V = 0,03 моль / 0,17 л ≈ 0,176 М
C(NH3) = n / V = 0,03 моль / 0,17 л ≈ 0,176 М
5. Для достижения pH=9 необходимо определить количество аммиака, которое нужно добавить. Расчитаем это, используя постоянную диссоциации воды и константу диссоциации аммиака:
\[ \[OH^-] = 10^{-pOH} = 10^{-9} \]
6. Так как в результате растворения аммиака образуется \[ NH_4^+\], то \[ [NH_4^+] = [OH^-]\]
7. Также, так как образуется \[ NH_4^+Cl^-\], то \[ [NH_4^+] = [Cl^-] > K_b\]
8. После вычисления получим, что \[ [NH_3] ≈ 8,63 \times 10^{-3} M \]
Ответ:
Количество аммиака, которое необходимо добавить к полученному раствору, чтобы получить рН=9, составляет около 8,63 ммоль.