Question

Сколько мл 5 %-ного раствора аммиака надо добавить к 10 мл 0,10 М раствора соляной кислоты, чтобы получить буферную смесь с рн 9,5? Рассчитайте буферную емкость полученного раствора

Answer 1

Дано:
V(HCl) = 10 мл = 0,010 л
c(HCl) = 0,10 М
pH = 9,5

Найти:
V(NH3)
Буферную емкость полученного раствора

Решение:
1. Начнем с реакции между соляной кислотой и аммиаком:
HCl + NH3 -> NH4Cl

2. Найдем количество моль соляной кислоты:
n(HCl) = V*c = 0,010 л * 0,10 М = 0,001 моль

3. Запишем уравнение реакции буферной системы:
NH4+ + H2O -> NH3 + H3O+
pH = pKa + log([NH3]/[NH4+])

4. Так как pH = 9,5, а pKa для NH4+/NH3 = 9,25, то:
9,5 = 9,25 + log([NH3]/[NH4+])
0,25 = log([NH3]/[NH4+])
[NH3]/[NH4+] = 10^(0,25)
[NH3]/[0,001] = 1,78
[NH3] = 1,78 * [NH4+]

5. Так как [NH4+] = [HCl] = 0,001 моль, то [NH3] = 1,78 * 0,001 = 0,00178 моль

6. Найдем объем раствора аммиака:
V(NH3) = n(C)/c(NH3) = 0,00178 моль / 0,05 М = 0,0356 л = 35,6 мл

Ответ:
V(NH3) = 35,6 мл
Буферная емкость полученного раствора составляет 20 мл (10 мл соляной кислоты + 10 мл аммиака).