Номер 113, страница 311 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

11.113. Навеску NaOH массой 6,0 г растворили в воде и получили раствор объёмом 150 мл. Рассчитайте pH раствора.

Дано:

Масса гидроксида натрия $m(NaOH) = 6,0 \text{ г}$
Объем раствора $V(\text{раствора}) = 150 \text{ мл}$

Перевод в систему СИ:
$V(\text{раствора}) = 150 \text{ мл} = 0,15 \text{ л}$

Найти:

$pH$ раствора - ?

Решение:

Гидроксид натрия $(NaOH)$ является сильным основанием (щелочью), которое в водном растворе полностью диссоциирует на ионы по следующему уравнению:

$NaOH \rightarrow Na^+ + OH^-$

Для расчета водородного показателя $(pH)$ щелочного раствора необходимо сначала определить концентрацию гидроксид-ионов $[OH^-]$, затем рассчитать гидроксильный показатель $(pOH)$ и, наконец, найти $pH$.

1. Рассчитаем молярную массу гидроксида натрия $(NaOH)$, используя относительные атомные массы элементов из Периодической системы Д.И. Менделеева: $Ar(Na) \approx 23$, $Ar(O) \approx 16$, $Ar(H) \approx 1$.

$M(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 \text{ г/моль}$

2. Найдем количество вещества $(n)$ гидроксида натрия в навеске массой 6,0 г по формуле $n = m/M$.

$n(NaOH) = \frac{m(NaOH)}{M(NaOH)} = \frac{6,0 \text{ г}}{40 \text{ г/моль}} = 0,15 \text{ моль}$

3. Вычислим молярную концентрацию $(C)$ полученного раствора $NaOH$.

$C(NaOH) = \frac{n(NaOH)}{V(\text{раствора})} = \frac{0,15 \text{ моль}}{0,15 \text{ л}} = 1,0 \text{ моль/л}$

4. Так как $NaOH$ – сильное основание, оно диссоциирует в воде нацело. Следовательно, равновесная концентрация гидроксид-ионов $[OH^-]$ в растворе равна исходной молярной концентрации самого основания.

$[OH^-] = C(NaOH) = 1,0 \text{ моль/л}$

5. Рассчитаем гидроксильный показатель $pOH$ по определению:

$pOH = -\log_{10}([OH^-])$
$pOH = -\log_{10}(1,0) = 0$

6. Зная $pOH$, найдем водородный показатель $pH$ раствора, используя ионное произведение воды для стандартных условий $(25^\circ C)$: $pH + pOH = 14$.

$pH = 14 - pOH$
$pH = 14 - 0 = 14$

Ответ: $pH$ раствора равен 14.