Как можно определить рН фосфатной буферной смеси объемом 450 мл, которая содержит 90 г дигидрофосфата натрия и 43 г гидрофосфата натрия, при условии, что константа диссоциации равна 7,6-10?

Как рассчитать рН 300 мл ацетатного буферного раствора, в котором имеется 0,01 моль уксусной кислоты и 0,04 моль ацетата натрия, и как изменится рН после добавления 0,006 молей гидроксида натрия?

Как вычислить степень диссоциации молочной кислоты с молярной концентрацией 0,1 моль/л, а также концентрацию ионов водорода и рН раствора кислоты, если константа диссоциации равна 1,38-10?

Химия Колледж Буферные растворы и рН рН фосфатной буферной смеси дигидрофосфат натрия гидрофосфат натрия константа диссоциации рН ацетатного буферного раствора уксусная кислота ацетат натрия гидроксид натрия степень диссоциации молочной кислоты концентрация ионов водорода рН раствора кислоты Новый

Давайте разберем ваши вопросы по порядку, начиная с определения рН фосфатной буферной смеси.

1. Определение рН фосфатной буферной смеси:

Для расчета рН фосфатной буферной смеси, содержащей дигидрофосфат натрия (NaH2PO4) и гидрофосфат натрия (Na2HPO4), мы можем использовать уравнение Хендерсона-Хассельбаха:

• рН = рКa + log([A-]/[HA])

Где:

• рКa = -log(Кa), и Кa - константа диссоциации.
• [A-] - концентрация основания (гидрофосфат натрия).
• [HA] - концентрация кислоты (дигидрофосфат натрия).

Теперь, чтобы найти рКa, используем данное значение константы диссоциации:

• Кa = 7,6 x 10^-8
• рКa = -log(7,6 x 10^-8) ≈ 7,1

Теперь найдем концентрации компонентов:

• Молярная масса NaH2PO4 ≈ 119 г/моль, следовательно, 90 г = 90/119 ≈ 0,756 моль.
• Молярная масса Na2HPO4 ≈ 142 г/моль, следовательно, 43 г = 43/142 ≈ 0,303 моль.

Теперь найдем концентрации в растворе объемом 0,450 л:

• [HA] = 0,756 моль / 0,450 л ≈ 1,68 моль/л.
• [A-] = 0,303 моль / 0,450 л ≈ 0,673 моль/л.

Теперь подставим все в уравнение:

• рН = 7,1 + log(0,673/1,68) ≈ 7,1 - 0,218 ≈ 6,88.

2. Расчет рН ацетатного буферного раствора:

Для ацетатного буфера, содержащего уксусную кислоту (CH3COOH) и ацетат натрия (CH3COONa), также используем уравнение Хендерсона-Хассельбаха:

• рН = рКa + log([A-]/[HA])

Константа диссоциации уксусной кислоты (Кa) составляет примерно 1,76 x 10^-5, тогда:

• рКa = -log(1,76 x 10^-5) ≈ 4,75.

Теперь найдем концентрации:

• [HA] = 0,01 моль / 0,300 л ≈ 0,0333 моль/л.
• [A-] = 0,04 моль / 0,300 л ≈ 0,1333 моль/л.

Подставляем в уравнение:

• рН = 4,75 + log(0,1333/0,0333) ≈ 4,75 + 0,477 ≈ 5,23.

Теперь, после добавления 0,006 моль NaOH:

• NaOH реагирует с уксусной кислотой, образуя ацетат:
• 0,01 моль - 0,006 моль = 0,004 моль уксусной кислоты остается.
• 0,04 моль + 0,006 моль = 0,046 моль ацетата натрия.

Пересчитываем концентрации:

• [HA] = 0,004 моль / 0,300 л ≈ 0,0133 моль/л.
• [A-] = 0,046 моль / 0,300 л ≈ 0,1533 моль/л.

Подставляем в уравнение:

• рН = 4,75 + log(0,1533/0,0133) ≈ 4,75 + 1,176 ≈ 5,93.

3. Вычисление степени диссоциации молочной кислоты:

Для молочной кислоты (C3H6O3) с Кa = 1,38 x 10^-4 и концентрацией 0,1 моль/л, степень диссоциации (α) можно найти, используя уравнение:

• Кa = (C * α^2) / (1 - α)

Где C - начальная концентрация кислоты. Предположим, что α мал, тогда упростим уравнение:

• Кa ≈ C * α^2

Теперь подставляем значения:

• 1,38 x 10^-4 = 0,1 * α^2
• α^2 = 1,38 x 10^-3
• α = sqrt(1,38 x 10^-3) ≈ 0,0372 (или 3,72%).

Теперь найдем концентрацию ионов водорода (H+) и рН:

• [H+] = C * α = 0,1 * 0,0372 = 0,00372 моль/л.
• рН = -log(0,00372) ≈ 2,43.

Итак, в итоге:

• рН фосфатной буферной смеси ≈ 6,88.
• рН ацетатного буфера до добавления NaOH ≈ 5,23, после ≈ 5,93.
• Степень диссоциации молочной кислоты ≈ 3,72%, [H+] ≈ 0,00372 моль/л, рН ≈ 2,43.