Как изменится рН 10 % раствора гидроксида калия, если к 100 см3 данного раствора добавили 50 см3 0,25 н. раствора муравьиной кислоты?
Дано: ω(КОН) = 10 %; V(КОН) = 100 см3; V(НСООН) = 50 см3; СН(НСООН) = 0,25 н.
Найти: ∆рН - ?
Ответ
рН уменьшится на 0,21 единицы.
Решение
Гидроксид калия – сильный электролит.
рН раствора сильного основания вычисляем по формуле
рН = 14 + lgC,
где С – молярная концентрация гидроксида калия.
Переведём процентную концентрацию в молярную концентрацию.
Массовая доля КОН равна 10 %.
Плотность 10% раствора равна 1,09 г/см3 (справочная величина).
Масса 100 см3 раствора равна
тр-ра = V(КОН)∙ρКОН,
где V(КОН) – объём раствора КОН, равен 100 см3;
ρКОН – плотность 10% раствора КОН , равна 1,09 г/см3.
тр-ра = 100∙1,09 = 109 (г).
Масса КОН в 109 г раствора равна
тКОН = тр-ра∙ω/100;
тКОН = 109∙10/100 = 10,9 (г).
Молярная концентрация раствора равна
СКОН = тКОН/МКОН∙V(КОН),
где тКОН – масса КОН в 100 см3 10% раствора, равна 10,9 г;
МКОН – молярная масса КОН, равна 39,01 + 16,00 + 1,01 = 56,02 (г/моль);
V(КОН) – объём раствора КОН, равен 100 см3 = 0,100 дм3.
СКОН = 10,9/(56,02∙0,100) = 1,9457 (моль/дм3)
рН = 14 + lg1,9457 = 14,29.
Число молей эквивалентов гидроксида калия в 100 см3 равно
пэкв(КОН) = СН(КОН)∙V(КОН),
где СН(КОН) – молярная концентрация эквивалента КОН, равна 1,9457 н
. (так как КОН – однокислотное основание, то молярная концентрация эквивалента равна молярной концентрации);
V(КОН) – объём раствора гидроксида калия, 100 см3 = 0,100 дм3.
пэкв(КОН) = 1,9457∙0,100 = 0,1946 (моль).
Число молей эквивалентов НСООН, добавленные в раствор, равно
пэкв(НСООН) = СН(НСООН)∙V(НСООН),
где СН(НСООН) – молярная концентрация эквивалента НСООН, равна 0,25 н;
V(НСООН) – объём раствора НСООН, 50 см3 = 0,050 дм3.
пэкв(НСООН) = 0,25∙0,050 = 0,0125 (моль).
Взаимодействие гидроксида калия с муравьиной кислотой идёт по уравнению реакции
НСООН + КОН = НСООК + Н2О,
так как число молей пэкв(КОН) = 0,1946 моль, больше, чем число молей пэкв(НСООН) = 0,0125 моль, то в растворе после завершения реакции останется
пэкв(КОН)ост = 0,1946 – 0,0125 = 0,1821 (моль)
щелочи