Номер 4, страница 312 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 66. Ионное произведение воды. Водородный показатель. Глава 6. Теоретическое описание химических реакций - номер 4, страница 312.

Условие.

4. Рассчитайте pH растворов с концентрацией ионов водорода:

а) 0,1 М;

б) $2,5 \cdot 10^{-5}$ М;

в) $3,0 \cdot 10^{-9}$ М;

г) 1,5 М.

Какие из растворов имеют кислотную среду, а какие — щелочную?

Решение.

Решение 2.

Дано:

Концентрация ионов водорода $[H^+]$:
а) $C_a = 0,1$ М (моль/л)
б) $C_б = 2,5 \cdot 10^{-5}$ М (моль/л)
в) $C_в = 3,0 \cdot 10^{-9}$ М (моль/л)
г) $C_г = 1,5$ М (моль/л)

Найти:

1. pH каждого раствора.
2. Определить среду каждого раствора (кислотная или щелочная).

Решение:

Водородный показатель (pH) раствора рассчитывается как отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода $[H^+]$.

Формула для расчета pH:

$pH = -\lg[H^+]$

Среда раствора определяется значением pH:

• Если $pH < 7$, среда кислотная.
• Если $pH = 7$, среда нейтральная.
• Если $pH > 7$, среда щелочная.

Рассчитаем pH для каждого раствора.

а) Для концентрации $[H^+] = 0,1$ М:

$pH = -\lg(0,1) = -\lg(10^{-1}) = -(-1) = 1$

Так как $pH = 1$, что меньше 7, среда раствора кислотная.

Ответ: pH = 1, среда кислотная.

б) Для концентрации $[H^+] = 2,5 \cdot 10^{-5}$ М:

$pH = -\lg(2,5 \cdot 10^{-5}) = -(\lg(2,5) + \lg(10^{-5})) = -(\lg(2,5) - 5) = 5 - \lg(2,5)$

Используя калькулятор, находим $\lg(2,5) \approx 0,4$.

$pH \approx 5 - 0,4 = 4,6$

Так как $pH = 4,6$, что меньше 7, среда раствора кислотная.

Ответ: pH ≈ 4,6, среда кислотная.

в) Для концентрации $[H^+] = 3,0 \cdot 10^{-9}$ М:

$pH = -\lg(3,0 \cdot 10^{-9}) = -(\lg(3,0) + \lg(10^{-9})) = -(\lg(3,0) - 9) = 9 - \lg(3,0)$

Используя калькулятор, находим $\lg(3,0) \approx 0,48$.

$pH \approx 9 - 0,48 = 8,52$

Так как $pH = 8,52$, что больше 7, среда раствора щелочная.

Ответ: pH ≈ 8,52, среда щелочная.

г) Для концентрации $[H^+] = 1,5$ М:

$pH = -\lg(1,5)$

Используя калькулятор, находим $\lg(1,5) \approx 0,18$.

$pH \approx -0,18$

Так как $pH = -0,18$, что меньше 7, среда раствора кислотная. (Значения pH могут быть отрицательными для концентрированных растворов сильных кислот).

Ответ: pH ≈ -0,18, среда кислотная.