Каковы значения рН после добавления 25,0 мл раствора титранта (0,100 М НСІ) к 50,0 мл 0,100 М раствора аммиака?

Химия 11 класс Титрование кислот и оснований значения рН добавление титранта раствор аммиака 0,100 М НСІ химия 11 класс Новый

Для решения данной задачи необходимо понимать, что происходит при титровании аммиака (NH3) раствором соляной кислоты (HCl). Аммиак является слабым основанием, а соляная кислота - сильной кислотой. Мы будем рассматривать два этапа: до достижения эквивалентной точки и после.

Шаг 1: Рассчитаем количество вещества аммиака и соляной кислоты.

• Объем раствора аммиака: 50,0 мл = 0,0500 л
• Концентрация аммиака: 0,100 М
• Количество вещества аммиака (n(NH3)) = C * V = 0,100 моль/л * 0,0500 л = 0,00500 моль

• Объем раствора соляной кислоты: 25,0 мл = 0,0250 л
• Концентрация соляной кислоты: 0,100 М
• Количество вещества соляной кислоты (n(HCl)) = C * V = 0,100 моль/л * 0,0250 л = 0,00250 моль

Шаг 2: Определим, что происходит при добавлении HCl к NH3.

При добавлении соляной кислоты к раствору аммиака происходит реакция нейтрализации:

NH3 + HCl → NH4Cl

Так как количество HCl (0,00250 моль) меньше, чем количество NH3 (0,00500 моль), то HCl полностью прореагирует с частью NH3, образуя NH4Cl.

Шаг 3: Рассчитаем, сколько NH3 останется после реакции.

• Количество NH3 после реакции: 0,00500 моль - 0,00250 моль = 0,00250 моль
• Количество NH4Cl, образовавшегося: 0,00250 моль

Шаг 4: Рассчитаем общую концентрацию в растворе.

Общий объем раствора после добавления HCl:

• Объем NH3 = 50,0 мл
• Объем HCl = 25,0 мл
• Общий объем = 50,0 мл + 25,0 мл = 75,0 мл = 0,0750 л

Теперь можем рассчитать концентрации:

• Концентрация NH3 = 0,00250 моль / 0,0750 л = 0,0333 М
• Концентрация NH4Cl = 0,00250 моль / 0,0750 л = 0,0333 М

Шаг 5: Определим рН раствора.

В растворе содержится как NH3, так и NH4Cl. NH4Cl будет диссоциировать, образуя NH4+ и H+. Учитывая, что NH4+ является слабой кислотой, можем использовать уравнение для расчета рН:

Кислотная диссоциация NH4+:

NH4+ ⇌ NH3 + H+

Для расчета рН используем формулу:

pH = pKa + log([A-]/[HA])

где pKa = -log(Ka), а Ka для NH4+ можно найти в таблицах (примерно 5.56 * 10^-10). Таким образом, pKa ≈ 9.25.

Подставляем значения:

pH = 9.25 + log(0.0333/0.0333) = 9.25 + 0 = 9.25.

Ответ: Значение рН после добавления 25,0 мл раствора титранта (0,100 М HCl) к 50,0 мл 0,100 М раствора аммиака составляет примерно 9.25.