Как правильно рассчитать рН растворов при титровании

рН раствора, полученного при титровании раствора сильной кислоты сильным основанием

Задача 134.
Рассчитать рН раствора, полученного при титровании, когда к 20 мл 0,2 М раствора НС1 прилит 0,2 М раствор NaOH в таких объемах: а) 17 мл;
б) 20 мл; в) 21 мл.
Решение:
V(HCl) = 20 мл;
Cн(HCl) = 0,2 м = 0,2 н;
Vа(NaOH) = 17 мл;
Vб(NaOH) = 20 мл;
Vв(NaOH) = 21 мл.
Уравнение реакции имеет вид:

HCl + NaOH = NaCl + H2O

Из уравнения реакции вытекает, что 1 моль HCl реагирует с 1 моль NaOH, т.е. n(HCl) = n(NaOH).

а) Рассчитаем рН при добавлении 17 мл NaOH, получим:

[H+] = [Сн(HCl) . V(HCl) — Cн(NaOH) . V(NaOH)]/[ V(HCl) + V(NaOH)] =
= [(0,2 . 20) — (0,2 . 17)]/(20 + 17) = 0,0162 моль/л;
рН = -lg[Н+] = -lg0,0162 = 2 — 0,21 = 1,79.
pH = 1,79.

Видео:Введение в титрование (видео 1)| Титриметрический анализ | ХимияСкачать

Введение в титрование (видео 1)| Титриметрический анализ | Химия

Ответ: pH = 1,79.

б) Рассчитаем рН при добавлении 20 мл NaOH, получим:

При добавлении к 20 мл 0,2 М раствора НС1 20 мл 0,2 М раствора NaOH образуется нейтральный раствор, наблюдается полная нейтрализация HCl. В точке эквивалентности раствора сильной кислоты раствором сильного основания реакция среды нейтральная. Тогда рН нейтрального раствора равен 7.

Ответ: pH = 7.

в) Рассчитаем рН при добавлении 21 мл NaOH, получим:

При добавлении 21 мл 0,2 М NaOH к 20 мл 0,2 М раствора НС1 в смеси будет наблюдаться избыток NaOH, поэтому необходимо рассчитать концентрацию гидроксид-ионов, получим;

[OH-]изб = [Cн(NaOH) . V(NaOH) — Сн(HCl) . V(HCl)]/[ V(HCl) + V(NaOH)] =
= [(0,2 . 21) — (0,2 . 20)]/(20 + 21) = 0,00488 моль/л.

Тогда

Видео:Расчет рН растворов сильных и слабых кислот. Химия для поступающих.Скачать

Расчет рН растворов сильных и слабых кислот. Химия для поступающих.

pH = 14 + lg[OH-]изб = 14 + lg(4,88· 10-3) = 14 + (-3 + 0,69) = 11,69.

Ответ: pH = 11,69.
 


рН раствора, полученного при титровании раствора слабой кислоты сильным основанием

Задача 135.
Титруют 25 мл 0,1 М раствора СН3СООН раствором NaOH той же концентрации. Рассчитать рН раствора при прибавлении 20 мл щелочи.
Решение:
Уравнение реакции имеет вид:

СН3СООН + NaOH = СН3СООNa + Н2О

При добавлении к 25 мл 0,1 М раствора СН3СООН  20 мл 0,1 М раствора гидроксида натрия в результате реакции появится эквивалентное количество ацетат-иона, который в смеси с уксусной кислотой образует ацетатный буферный раствор. Поэтому до точки эквивалентности рН раствора можно рассчитать по формуле, использующейся для расчета pH буферных растворов, образованных слабой кислотой и ее хорошо растворимой солью:

рН = рКкисл -lgСкисл/Cсоли.

Видео:Примеры решения задач на водородный показатель pH растворов. 11 класс.Скачать

Примеры решения задач на водородный показатель pH растворов. 11 класс.

Концентрация оставшейся уксусной кислоты в растворе вычисляется по формуле:

С(кисл) = [Сн(кисл) V(кисл) — Cн(осн) . V(осн)]/[V(кисл) + V(осн)].

Тогда

С(СН3СООН) = [Сн(СН3СООН) . V(СН3СООН) — Cн(NaOH) . V(NaOH)]/[V(СН3СООН) + V(NaOH)] = 
= [(0,1 .25) — (0,1 . 20)]/(25 + 20) = (2,5 — 0,2)/45 = 0,011 моль/л.

Концентрация ацетата натрия – по формуле:

С(соли) = [Cн(осн) . V(осн)]/[V(кисл) + V(осн)].

Видео:Определение концентрации вещества в растворе методом титриметрииСкачать

Определение концентрации вещества в растворе методом титриметрии

Тогда

С(СН3СООNa) = [Cн(NaOH) . V(NaOH)]/[V(СН3СООН) + V(NaOH)]  =
= (0,1 . 20)/(25 + 20) = 2/45 = 0,044 моль/л.

Отсюда

рН = рК(СН3СООН) -lgС(СН3СООН)/С(СН3СООNa) = 4,76 — lg0,011/0,044 = 5,36.

Ответ: 5,36.
 


рН в растворах солей и той же концентрации

Задача 136.
Какие из солей будут иметь одинаковые значения рН в растворах одной и той же концентрации: NH4Cl, NaCl, NH4NO3, (NH4)2CO3. Ответ обоснуйте.
Решение:
1. NH4Cl — соль слабого основания NH4OH и сильной кислоты HCl гидролизуется по катиону:

Видео:Определение рН потенциометрическим методомСкачать

Определение рН потенциометрическим методом

NH4+ + H2О = NH3· H2O + H+

В результате от воды «остаются» ионы водорода H+, среда раствора становится кислой (рН < 7).

2. NaCl — соль сильного основания  NaОН и сильной кислоты гидролизу не подвергается (NaCl = Na+  +  Cl) реакция среды нейтральная (рН = 7).

3. NH4NO3 —  соль слабого основания NH4OH и сильной кислоты HNO3 гидролизуется по катиону:

NH4+ + H2О = NH3· H2O + H+

В результате от воды «остаются» ионы водорода H+, среда раствора становится кислой (рН < 7).

Видео:Расчет рН растворов сильных и слабых оснований. Химия для поступающих.Скачать

Расчет рН растворов сильных и слабых оснований. Химия для поступающих.

4. (NH4)2CO3 — соль слабого основания NH4OH и слабой кислоты Н2СО3, подвергается гидролизу и по катиону, и по аниону:

NH4+ + НOH  =  NH4OH + Н+;
CO32– + НОН = НСО3 + ОН.

Реакция среды слабо кислотная, так как КD(NH4OH) > КD12СО3),  1,8 . 10-5 > 4,2 . 10-5, поэтому гидролиз по катиону  NH4+ будет больше протекать, чем по аниону CO32–, значит, в растворе будет чуть больше находиться ионов Н+, чем гидроксид-ионов ОН.

Ответ:
соли NH4Cl и  NH4NO3 будут иметь одинаковое значение рН (рН < 7), так как гидролиз обеих солей протекает по одному и тому же катиону NH4+.

 


📸 Видео

Примеры решения задач на водородный показатель pH растворов. 11 класс.Скачать

Примеры решения задач на водородный показатель pH растворов. 11 класс.

Кислотно-основное титрование. 11 класс.Скачать

Кислотно-основное титрование. 11 класс.

Потенциометрическое титрованиеСкачать

Потенциометрическое титрование

Расчёты pH буферных растворов (видео 5) | Буферные растворы | ХимияСкачать

Расчёты pH буферных растворов (видео 5) |  Буферные растворы | Химия

Потенциометрический принцип измерения рНСкачать

Потенциометрический принцип измерения рН

Примеры решения задач на водородный показатель pH растворов. 11 класс.Скачать

Примеры решения задач на водородный показатель pH растворов. 11 класс.

Примеры решения задач на водородный показатель pH растворов. 11 класс.Скачать

Примеры решения задач на водородный показатель pH растворов. 11 класс.

Кислотно-щелочное титрованиеСкачать

Кислотно-щелочное титрование

Буферные растворы. 1 часть. 11 класс.Скачать

Буферные растворы. 1 часть. 11 класс.

Константа кислотности (Ка) и рН для слабых кислот pH=1/2(lgKa-lg[HA])Скачать

Константа кислотности (Ка) и рН для слабых кислот pH=1/2(lgKa-lg[HA])

Титр раствора (Т). Решение задач. Часть 1.Скачать

Титр раствора (Т). Решение задач. Часть 1.

Кислотно-основное титрованиеСкачать

Кислотно-основное титрование

pH и буферные растворы | Медицинская химия | МедвузаСкачать

pH и буферные растворы | Медицинская химия | Медвуза

Что такое pH простыми словамиСкачать

Что такое pH простыми словами
Поделиться или сохранить к себе:
Конспекты лекций по химии