Домашние задания: Химия

Помогите с задачкой пожалуйста

Какой объем 0,3 M раствора HCl следует добавить к 50 мл раствора, содержащего 4,97 г ортогидрофосфата натрия, чтобы его значение рН стало равно 7,4?
Тимурленг
Тимурленг
2 431
n(Na2HPO4) = 4.97/142 = 0,035 моль
[H+]= 10^-7.4 = 4*10^-8
Kd2(H3PO4) = 6.2*10^-8
[H+] = Kd*(n(NaH2PO4)/n(Na2HPO4))
4*10^-8 = 6.2*10^-8 *((0.035-X)/X) => X=0.0212
Требуемые концентрации или количества
n(NaH2PO4) = 0.035 - 0.0212 = 0,0138 моль
n(Na2HPO4) = 0.0212 моль
Na2HPO4 + HCl = NaH2PO4 + NaCl
0.0138 0.0138 0.0138
V(HCl)=0.0138/0.3 = 0.046 - 46 мл
СМ
Саркис Минасян
86 195
Лучший ответ
Для решения этой задачи необходимо использовать уравнение Гендерсона-Хассельбальха.

pH = pKa + log([A-]/[HA]), где pH - значение рН, pKa - константа диссоциации ортогидрофосфата натрия (7,21), [A-] - концентрация основания (ортогидрофосфата натрия), [HA] - концентрация кислоты (H2PO4-).

Сначала найдем концентрацию основания:

m(ортогидрофосфата натрия) = 4.97 г

M(ортогидрофосфата натрия) = 231 + 416 + 22 = 142 г/моль

n(ортогидрофосфата натрия) = m/M = 4.97/142 = 0.035 моль

V(раствора) = 50 мл = 0.05 л

c(ортогидрофосфата натрия) = n/V = 0.035/0.05 = 0.7 М

Так как раствор имеет рН < pKa, то в растворе присутствует больше кислоты, чем основания.

pH = 7.4

pKa = 7.21

[HA] / [A-] = antilog(pH - pKa) = antilog(7.4 - 7.21) = antilog(0.19) ≈ 1.5

[HA] + [A-] = c(ортогидрофосфата натрия)

[HA] + [1.5 * HA] ≈ c(ортогидрофосфата натрия)

[HA] ≈ c(ортогидрофосфата натрия) / (1+1.5) ≈ 0.233 М

[A-] ≈ c(ортогидрофосфата натрия) * 1.5 / (1+1.5) ≈ 0.467 М

Теперь найдем количество HCl, которое необходимо добавить.

c(HCl) = 0.3 М

V(HCl) - объем HCl, который необходимо добавить.

[HA] + [H+] ≈ c(HCl)

[H+] ≈ c(HCl)

[HA] ≈ c(ортогидрофосфата натрия) - [A-]

[H+] ≈ c(HCl)

c(HCl) ≈ c(ортогидрофосфата натрия) - [A-]

V(HCl) * c(HCl) ≈ V(раствора) * [A-]

V(HCl) * c(HCl) ≈ V(раствора) * c(ортогидрофосфата натрия) * 1.5 / (1+1.5)

V(HCl) ≈ V(раствора) * c(ортогидрофосфата натрия) * 1.5 / (1+1.5) / c(HCl)

V(HCl) ≈ 50 мл * 0.7 М * 1.5 / (1+1.5)/0.3 М ≈ 75 мл

Таким образом, чтобы значение рН стало равно 7,4, необходимо добавить 75 мл раствора HCl.