II способ:

Из ионного произведения воды: [Н⁺] [ОН^-] = 10^-14 , выражаем

[OH^-] = 10^-14 / [Н⁺]

[OH^-] = 10 ∙ 10^-15 / 5,75 × 10^-6 = 1,737 × 10^-9

Ответ : [H⁺] = 5,75 × 10^-6; [OH^-] = 1,737 × 10^-9

Задача 4 Вычислить рН 0,02 М раствора Са(ОН)₂.

Решение:

Са(ОН)₂ – сильный электролит, Са(ОН)₂ ↔ Са²⁺ + 2ОН^-,

Концентрация ионов гидроксила равна 0,04 моль/л

т.к. при диссоциации одной молекулы получится два иона гидроксила.

рОН = - lg [OH^-] =-lg 0,04 = -lg 4∙10^-2 = 1,40

рН = 14 – 1,40 = 12, 60

Ответ: рОН =1,40; рН = 12,60

Задача 5. Вычислить рН 0,01 М раствора уксусной кислоты.

К_д (СН₃СООН) = 1,86∙10^-5.

Решение:

1 Способ:

СН₃СООН – слабый электролит, поэтому концентрация кислоты ≠ [Н⁺] ; СН₃СООН ↔ Н⁺ + СН₃СОО^- ,

применив З.Д.М., получим К_дис. = [H⁺] [CH₃COO^-] / [CH₃COOH], так как при диссоциации получаются равные концентрации [H⁺] и [CH₃COO^-] , можно записать : К_дис. = [H⁺]² / [CH₃COO^-] .

Учитывая, что слабый электролит диссоциирует менее 5%, можно считать [CH₃COOH] = С _{кислоты}, т.е. равновесную концентрацию кислоты можно считать исходной. [H]² = К_дис.∙ С _{кислоты}.

[H⁺] = √ К_д.∙ С _к = √ 1,86∙10^-5∙ 0,01 = 4,31∙10^-4 М

рН = -lg [H⁺] = -lg 4,31∙10^-4 = 3,36

Ответ : рН (СН₃СООН) = 3,36

2 Способ:

рН слабой кислоты можно определить по формуле:

рН = 1/2(рК_кисл - lgC_кисл) = ½ ( 4,6 – lg 0,01) = 3,36

Задача 6. Вычислить рН буферного раствора, состоящего из 10 мл 0,1М раствора СН₃СООН и 90 мл 0,1М раствора СН₃СООNa. Константа электролитической диссоциации уксусной кислоты равна 1,85×10^-5.

Решение:

Буферный раствор образован слабой кислотой и солью этой кислоты. Определяем , где С_{кислоты} – концентрация СН₃СООН , С_соли – концентрация СН₃СООNa.

Концентрация кислоты и соли в смеси может быть рассчитана по данным задачи:

,

Полученные величины подставляются в уравнение определения рН буферной смеси:

Задания для индивидуальной самостоятельной работы

14. - 55. По данным таблицы определите:

1) степень диссоциации α,

2) константу диссоциации К_дисс.,

3) концентрацию ионов водорода [H⁺] и гидроксид-ионов

4) рН и рОН (плотность смотри в приложении)

Вариант	Вещество	Концен- трация раствора	α,	Кдисс.	[H+], моль/л	[OH-], Моль/л	рН	рОН
31	КОН	15%	-	-
32	НNO2	0.5моль/л		5,1∙10-4
33	NH4OH	0,1моль/л		1,8∙10-5
34	H2SO3	0,02моль/л		1,6∙10-2
35	HCOOH	1 н.		1,7∙10-5
36	H2CO3	0,1н.	0,212%
37	Ca(OH)2	7,4г/л	-	-
38	HCl	1н.	-	-
39	H2S	0,01моль/л		1,7∙10-5
40	H3PO4	0,5моль/л		1,7∙10-5
41	HCN	1моль/л		1,7∙10-5
42	NaOH	2г/л	-	-
43	КОН		-	-	2,5 ∙10-10
44	НNO2	0,2моль/л		5,1∙10-4
45	NH4OH			1,8∙10-5		1,33∙10-3
46	H2SO3		1,26	1,6∙10-2
47	HCOOH		0,03	1,7∙10-5
48	H2CO3	0,1н.	0,115%
49	Ca(OH)2	5,4г/л	-	-
50	HCl	1н.	-	-
51	H2S		0,2	1,0∙10-7
52	H3PO4	0,5моль/л		7,2∙10-3
53	HCN		0,01	4,9∙10-10
54	NaOH		-	-		1,74∙ 10-13
55	КОН				2,53∙10-3

56. - 62. Почему буферные растворы препятствуют изменению рН раствора? Рассчитайте рН буферных растворов по данным таблицы.

№	Буферная смесь	Концентрация кислоты, моль/л	Концентрация соли, моль/л
56	СН3СООН + СН3СООNa	0,4	0,6
57	NaH2PO4 + Na2HPO4	0,3	0,7
58	NH4OH + NH4Cl	0.2	1.5
59	СН3СООН + СН3СООNa	0.8	0.2
60	NH4OH + NH4Cl	0.35	0.65
61	СН3СООН + СН3СООNa	0.1	0.05
62	KH2PO4 + K2HPO4	0.7	0.3

63. Определите молярную концентрацию раствора гидроксида аммония, если рН его равен 11,6, а степень диссоциации NH₄OH 0,4%.

64. Вычислите рН раствора C₆H₅COOH молярной концентрации 0,1 моль/л, если К _C6H5COOH =6,27×10^-5.

65. Определите рН буферной смеси, приготовленной сливанием 15 мл С(СН₃СООН)=0,5 моль/л с 25 мл С(СН₃СООNa) = 0,2 моль/л. КСН₃СООН=1,85×10^-5.

66. Навеска массой в 3,4 г НСООК растворена в 250 мл 0,1 н. раствора муравьиной кислоты. Вычислить рН полученного буферного раствора (К _НСООН = 1,77 ∙ 10^-4).

67. Вычислить рН буферного раствора объёмом 1 л, содержащий 70 г NH₄OH и 107 г NH₄Cl (К _NH4OH = 1,79∙10^-5)

68. К 200 мл 0,1 н. раствора НСООН прилили 15 мл 0,15 н. раствора НСООК. Вычислить рН образовавшегося буферного раствора (К _НСООН = 1,77 ∙ 10^-4).

69. Какой объём 0,2 н. раствора NH₄OH необходимо добавить к 100 мл 0,4 н. NH₄Cl, чтобы получить буферный раствор с рН = 8,4? (К _NH4OH = 1,79∙10^-5)

70. К 500 мл 0,1 н. раствора СН₃СООН прибавили 4,23 г безводного СН₃СООNa. Вычислить рН полученного буферного раствора (КСН₃СООН=1,85×10^-5.)

71. Вычислить рН буферного раствора объёмом 2 л, содержащего 150 г NH₄OH и 200г NH₄Cl(К _NH4OH = 1,79∙10^-5)