1. Вычислите рН 0,01 М раствора гидроксида калия. 2. Вычислите рН 0,1 М раствора уксусной кислоты. 3....

Для расчета pH различных растворов важно учитывать природу вещества: является ли оно сильной или слабой кислотой/основанием. Давайте разберем каждый случай.

1. pH 0,01 М раствора гидроксида калия (KOH)

Гидроксид калия (KOH) — это сильное основание, которое полностью диссоциирует в воде:

[ \text{KOH} \rightarrow \text{K}^+ + \text{OH}^- ]

Поскольку KOH полностью диссоциирует, концентрация (\text{OH}^-) равна концентрации KOH, то есть 0,01 М.

Зная концентрацию гидроксид-ионов, можно найти pOH:

[ \text{pOH} = -\log[OH^-] = -\log(0.01) = 2 ]

Так как:

[ \text{pH} + \text{pOH} = 14 ]

То:

[ \text{pH} = 14 - 2 = 12 ]

2. pH 0,1 М раствора уксусной кислоты (CH₃COOH)

Уксусная кислота (CH₃COOH) является слабой кислотой, которая частично диссоциирует в воде:

[ \text{CH}_3\text{COOH} \rightleftharpoons \text{CH}_3\text{COO}^- + \text{H}^+ ]

Константа диссоциации уксусной кислоты ((K_a)) примерно равна (1.8 \times 10^{-5}).

Для слабых кислот используется формула расчета pH:

[ \text{pH} = -\log \sqrt{C \cdot K_a} ]

где (C) — концентрация кислоты.

Подставляя значения:

[ \text{pH} = -\log \sqrt{0.1 \times 1.8 \times 10^{-5}} ]

[ \text{pH} = -\log \sqrt{1.8 \times 10^{-6}} ]

[ \text{pH} = -\log (1.34 \times 10^{-3}) ]

[ \text{pH} \approx 2.87 ]

3. pH 0,001 М раствора гидроксида аммония (NH₄OH)

Гидроксид аммония (NH₄OH), более известный как аммиачная вода, является слабым основанием. Он частично диссоциирует:

[ \text{NH}_3 + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{NH}_4^+ + \text{OH}^- ]

Константа диссоциации основания ((K_b)) для аммиака составляет примерно (1.8 \times 10^{-5}).

Для слабых оснований используется формула расчета ([OH^-]):

[ [OH^-] = \sqrt{C \cdot K_b} ]

где (C) — концентрация основания.

Подставляя значения:

[ [OH^-] = \sqrt{0.001 \times 1.8 \times 10^{-5}} ]

[ [OH^-] = \sqrt{1.8 \times 10^{-8}} ]

[ [OH^-] \approx 1.34 \times 10^{-4} ]

Теперь найдем pOH:

[ \text{pOH} = -\log(1.34 \times 10^{-4}) ]

[ \text{pOH} \approx 3.87 ]

Используя связь между pH и pOH:

[ \text{pH} = 14 - \text{pOH} = 14 - 3.87 ]

[ \text{pH} \approx 10.13 ]

Таким образом, pH 0,01 М раствора гидроксида калия равен 12, pH 0,1 М раствора уксусной кислоты — примерно 2.87, а pH 0,001 М раствора гидроксида аммония — примерно 10.13.

1. Для вычисления рН раствора гидроксида калия, необходимо использовать уравнение реакции диссоциации данного вещества в воде: KOH -> K+ + OH- Следовательно, концентрация гидроксидного иона (OH-) в растворе будет равна 0,01 М. Так как пКw = 14, то для нахождения рН необходимо взять отрицательный логарифм от концентрации иона водорода (pH = -log[H+), который равен 14 - pОН. Итак, pH = 14 - pОН = 14 - (-log(0,01)) = 14 + 2 = 16.

2. Для вычисления рН раствора уксусной кислоты (CH3COOH) необходимо учитывать реакцию диссоциации данной кислоты: CH3COOH + H2O -> CH3COO- + H3O+ В данном случае концентрация уксусной кислоты равна 0,1 М. Так как кислота слабая, то можно принять, что концентрация иона водорода равна концентрации кислоты. Тогда pH = -log(0,1) = 1.

3. Для вычисления рН раствора гидроксида аммония (NH4OH) также необходимо учитывать реакцию диссоциации: NH4OH -> NH4+ + OH- Концентрация гидроксидного иона (OH-) в растворе равна 0,001 М. Следовательно, pH = 14 - pОН = 14 - (-log(0,001)) = 14 + 3 = 17.

1. pOH = -log(0.01) = 2 pH = 14 - pOH = 14 - 2 = 12

2. pKa(CH3COOH) = 4.76 pOH = -log(0.1) = 1 pH = 14 - pOH - pKa = 14 - 1 - 4.76 = 8.24

3. pOH = -log(0.001) = 3 pH = 14 - pOH = 14 - 3 = 11