Дано (в СИ):
- Концентрация формата натрия (HCOONa) = 0.1 моль/л
- Концентрация ацетата натрия (CH3COONa) = 0.1 моль/л
- Объемы растворов = V (одинаковые, например, 1 л каждый)
Найти:
- Направление реакции и концентрации веществ в полученном растворе.
Решение:
1. Определим начальные количества веществ:
- n(HCOO^-) = C(HCOO^-) * V = 0.1 моль/л * 1 л = 0.1 моль
- n(CH3COO^-) = C(CH3COO^-) * V = 0.1 моль/л * 1 л = 0.1 моль
2. При смешивании буферов будут следующие компоненты:
- [HCOO^-] = 0.1 моль / (2V) = 0.1 / 2 = 0.05 моль/л
- [CH3COO^-] = 0.1 моль / (2V) = 0.1 / 2 = 0.05 моль/л
3. В растворе также будут присутствовать соответствующие кислоты:
- [HCOOH] = 0.1 моль / (2V) = 0.05 моль/л
- [CH3COOH] = 0.1 моль / (2V) = 0.05 моль/л
4. Рассмотрим возможную реакцию между ацетат-анионом и формиат-анионом:
HCOO^- + CH3COOH ⇌ HCOOH + CH3COO^-
5. Эта реакция является обменной. Для оценки, в какую сторону она пойдет, нужно использовать константы диссоциации (Ka):
- Ka(HCOOH) ≈ 1.8*10^-5
- Ka(CH3COOH) ≈ 1.8*10^-5 (приблизительно одинаковые для уксусной и муравьиной кислоты)
6. Для реакции необходимо учитывать общее равновесие и соотношение ионов, но так как кислоты имеют близкие значения констант, рассчитаем количество ионов:
- [HCOOH] и [CH3COO^-] начальные равны 0.05 моль/л.
7. Таким образом, при смешивании эти компоненты находятся в равновесии, и при прочих равных условиях ни один из продуктов не будет преобладать, так как давления (концентрации) имеют равные при прочих равных условиях.
8. Концентрации после смешивания:
- [HCOO^-] = 0.05 моль/л
- [CH3COO^-] = 0.05 моль/л
- [HCOOH] = 0.05 моль/л
- [CH3COOH] = 0.05 моль/л
Ответ:
Химическая реакция не пойдет (в равновесии). Концентрации в полученном растворе:
[HCOO^-] = 0.05 моль/л,
[CH3COO^-] = 0.05 моль/л,
[HCOOH] = 0.05 моль/л,
[CH3COOH] = 0.05 моль/л.