Рассчитаем pH растворов, содержащих HCl и KOH, при концентрации 1 * 10^(-8) моль/л.
Дано (в СИ):
- Концентрация HCl = 1 * 10^(-8) моль/л
- Концентрация KOH = 1 * 10^(-8) моль/л
Найти:
1. pH раствора HCl
2. pH раствора KOH
Решение:
a) pH раствора HCl:
1. HCl - сильная кислота и полностью диссоциирует:
HCl → H+ + Cl^-
2. В растворе с концентрацией 1 * 10^(-8) моль/л ионов H+ будет 1 * 10^(-8) моль/л.
3. Однако, необходимо учитывать, что в водном растворе всегда присутствует H+ от само-диссоциации воды:
H2O ↔ H+ + OH^-
В чистой воде [H+] = [OH^-] = 1 * 10^(-7) моль/л.
4. Суммарная концентрация ионов H+ в растворе станет:
[H+] = 1 * 10^(-8) + 1 * 10^(-7) = 1.1 * 10^(-7) моль/л.
5. Рассчитаем pH:
pH = -log[H+]
pH ≈ -log(1.1 * 10^(-7)) ≈ 6.96.
b) pH раствора KOH:
1. KOH - сильное основание и полностью диссоциирует:
KOH → K+ + OH^-
2. В растворе с концентрацией 1 * 10^(-8) моль/л ионов OH- будет 1 * 10^(-8) моль/л.
3. С учетом само-диссоциации воды:
[H+] = 1 * 10^(-7) моль/л (от воды).
4. Взаимодействие ионов H+ и OH-:
1 * 10^(-7) = [H+] + [OH^-]
1 * 10^(-7) = 1 * 10^(-8) + [OH^-]
[OH^-] = 1 * 10^(-7) - 1 * 10^(-8) = 9 * 10^(-8) моль/л.
5. Рассчитаем pOH:
pOH = -log[OH^-]
pOH ≈ -log(9 * 10^(-8)) ≈ 7.05.
6. Найдем pH:
pH = 14 - pOH = 14 - 7.05 = 6.95.
Ответ:
pH раствора HCl составляет примерно 6.96, pH раствора KOH - примерно 6.95.