Дано:
Объем раствора сн3соон (V1) = 80 мл
Концентрация раствора сн3соон (C1) = 0,1 н. = 0,1 моль/л
Объем раствора сн3сооna (V2) = 20 мл
Концентрация раствора сн3сооna (C2) = 0,2 н. = 0,2 моль/л
Константа диссоциации уксусной кислоты (Kd) = 1,78∙10–5
Найти:
pH полученного раствора.
Решение:
1. Найдем количество вещества каждого из реагентов:
n(CH3COOH) = C1 * V1 = 0,1 моль/л * 0,08 л = 0,008 моль
n(CH3COONa) = C2 * V2 = 0,2 моль/л * 0,02 л = 0,004 моль
2. Рассчитаем общее количество вещества после смешивания реагентов:
n = n(CH3COOH) + n(CH3COONa) = 0,008 моль + 0,004 моль = 0,012 моль
3. Рассчитаем концентрацию образовавшегося раствора:
C = n / (V1 + V2) = 0,012 моль / (0,08 л + 0,02 л) = 0,12 моль/л
4. Далее, определим степень диссоциации уксусной кислоты:
α = √(Kd * C) = √(1,78∙10–5 * 0,12) ≈ 0,015
5. Теперь можно рассчитать pH по формуле Гендерсона-Хассельбальха:
pH = pKa + log(C(A^-) / C(HA))
где pKa - постоянная диссоциации слабой кислоты; для уксусной кислоты pKa = -log(Kd) = -log(1,78∙10–5) ≈ 4,75
C(A^-) - концентрация основания (CH3COO^-), C(HA) - концентрация кислоты (CH3COOH)
pH = 4,75 + log(0,004 / 0,008) ≈ 4,75 - 0,3 ≈ 4,45
Ответ:
pH полученного раствора составляет примерно 4,45.
Механизм действия ацетатного берафного раствора заключается в том, что в присутствии слабой кислоты (уксусной кислоты) и ее соли (ацетата натрия) сохраняется относительная стабильность pH раствора при добавлении кислот или щелочей, так как реакция гидролиза соли компенсирует изменения водородного показателя.