Дано:
- масса раствора NaOH m(NaOH) = 100 г, массовая доля NaOH = 4,0%.
- количество HCl n(HCl) = 0,11 моль.
- объем раствора после добавления воды V = 1,00 дм³.
Найти:
- pH приготовленного раствора.
Решение:
1. Найдем массу NaOH в 100 г раствора:
масса NaOH = (массовая доля / 100) * масса раствора = (4,0 / 100) * 100 г = 4 г.
2. Рассчитаем количество молей NaOH:
Молярная масса NaOH = 23 (Na) + 16 (O) + 1 (H) = 40 г/моль.
n(NaOH) = масса NaOH / молярная масса NaOH = 4 г / 40 г/моль = 0,1 моль.
3. Теперь найдем, сколько молей HCl будет оставаться после нейтрализации с NaOH:
Реакция между NaOH и HCl:
NaOH + HCl → NaCl + H2O.
Количество NaOH: 0,1 моль.
Количество HCl: 0,11 моль.
После реакции останется:
Остаток HCl = n(HCl) - n(NaOH) = 0,11 моль - 0,1 моль = 0,01 моль HCl.
4. Теперь найдем концентрацию оставшейся HCl в новом объеме раствора:
[HCl] = остаток HCl / объем раствора = 0,01 моль / 1,00 дм³ = 0,01 моль/дм³.
5. Так как HCl является сильной кислотой, вся ее концентрация равна концентрации ионов водорода [H+]:
[H+] = [HCl] = 0,01 моль/дм³.
6. Рассчитаем pH:
pH = -log10([H+]) = -log10(0,01) = 2.
Ответ:
pH приготовленного раствора равен 2.