Номер 2, страница 312 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 66. Ионное произведение воды. Водородный показатель. Глава 6. Теоретическое описание химических реакций - номер 2, страница 312.

Условие.

2. Рассчитайте $pH$ следующих водных растворов:

а) 0,01 М HCl;

б) 1 М NaOH.

Решение.

Решение 2.

а) 0,01 М HCl

Дано:
Концентрация раствора соляной кислоты: $C(HCl) = 0.01 \text{ М}$.

Перевод в систему СИ:
Молярная концентрация (М) измеряется в моль/л. В системе СИ единицей объема является м³.
$1 \text{ л} = 10^{-3} \text{ м}^3$.
$C(HCl) = 0.01 \frac{\text{моль}}{\text{л}} = \frac{0.01 \text{ моль}}{10^{-3} \text{ м}^3} = 10 \frac{\text{моль}}{\text{м}^3}$.

Найти:
pH раствора.

Решение:
Соляная кислота (HCl) является сильной кислотой, что означает, что в водном растворе она диссоциирует на ионы практически полностью. Уравнение диссоциации:
$HCl \rightarrow H^+ + Cl^-$
Из-за полной диссоциации концентрация ионов водорода $[H^+]$ в растворе будет равна исходной концентрации кислоты в моль/л:
$[H^+] = 0.01 \text{ моль/л} = 10^{-2} \text{ моль/л}$.
Водородный показатель (pH) определяется как отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода (выраженной в моль/л):
$pH = -\log[H^+]$.
Подставим известное значение концентрации в формулу:
$pH = -\log(10^{-2}) = 2$.

Ответ: pH раствора равен 2.

б) 1 М NaOH

Дано:
Концентрация раствора гидроксида натрия: $C(NaOH) = 1 \text{ М}$.

Перевод в систему СИ:
$C(NaOH) = 1 \frac{\text{моль}}{\text{л}} = \frac{1 \text{ моль}}{10^{-3} \text{ м}^3} = 1000 \frac{\text{моль}}{\text{м}^3}$.

Найти:
pH раствора.

Решение:
Гидроксид натрия (NaOH) является сильным основанием (щёлочью) и в водном растворе диссоциирует полностью. Уравнение диссоциации:
$NaOH \rightarrow Na^+ + OH^-$
Так как диссоциация полная, концентрация гидроксид-ионов $[OH^-]$ в растворе равна исходной концентрации щёлочи в моль/л:
$[OH^-] = 1 \text{ моль/л}$.
Сначала рассчитаем гидроксильный показатель (pOH), который определяется как отрицательный десятичный логарифм концентрации гидроксид-ионов (выраженной в моль/л):
$pOH = -\log[OH^-]$.
Подставим значение концентрации:
$pOH = -\log(1) = 0$.
Водородный и гидроксильный показатели для водных растворов (при стандартных условиях, 25°C) связаны соотношением:
$pH + pOH = 14$.
Отсюда выразим и найдем pH:
$pH = 14 - pOH = 14 - 0 = 14$.

Ответ: pH раствора равен 14.