ЕРЕМИН, ТЕОРИЧЕСКАЯ И МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ, 3-глава 5-параграф задание 12

По российским санитарным нормам pH питьевой воды должен находиться в диапазоне от 6,0 до 9,0.

• а) Какое максимальное количество миллиграммов гипохлорита натрия можно растворить в 1 литре воды, чтобы pH оставался в пределах допустимого диапазона? Известно, что показатель кислотности хлорноватистой кислоты: pKa = 7,54.
• б) Когда достигается наилучшая очистка воды, если концентрации ионной и протонированной формы гипохлорита равны? Какое значение pH соответствует этой ситуации?

Химия 11 класс Кислотно-основные свойства веществ гипохлорит натрия pH питьевой воды кислотность хлорноватистой кислоты очистка воды концентрация ионной формы значение pH Новый

Привет! Давай разберемся с твоими вопросами.

а) Чтобы узнать, сколько миллиграммов гипохлорита натрия можно растворить в 1 литре воды, чтобы pH оставался в допустимом диапазоне, нужно учесть, что гипохлорит натрия (NaClO) в воде диссоциирует, образуя ионы гипохлорита (ClO-) и натрия (Na+). Хлорноватистая кислота (HClO) в растворе будет находиться в равновесии с ионом гипохлорита.

Мы знаем, что pKa = 7,54. Это значит, что при pH = pKa концентрации ионной и протонированной формы равны. Если мы хотим, чтобы pH оставался не выше 9,0, то нужно использовать формулу для расчета pH:

pH = pKa + log([ClO-]/[HClO])

Когда pH = 9,0, мы можем подставить значения:

9,0 = 7,54 + log([ClO-]/[HClO])

Теперь решаем уравнение:

log([ClO-]/[HClO]) = 9,0 - 7,54 = 1,46

Это значит, что [ClO-]/[HClO] = 10^1,46 ≈ 29,1.

Таким образом, если мы знаем, что в 1 литре воды у нас есть 1 моль гипохлорита натрия (что соответствует 74,44 г), то мы можем посчитать, сколько миллиграммов можно добавить, чтобы pH не превышал 9,0. Это будет зависеть от того, сколько HClO у нас будет в растворе, но в общем, максимальное количество будет около 74 г, если мы не хотим, чтобы pH превышал 9,0.

б) Наилучшая очистка воды достигается, когда концентрации ионной и протонированной формы гипохлорита равны. Это происходит при pH = pKa, то есть при pH = 7,54. В этом случае у нас будет равновесие между HClO и ClO-, что позволяет эффективно очищать воду.

Если у тебя есть еще вопросы или что-то непонятно, не стесняйся спрашивать!