Номер 705, страница 118 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

705. Рассчитайте $pH$ раствора гидроксида натрия, молярная концентрация щёлочи в котором равна 0,10 $моль/дм^3$.

Дано:

Молярная концентрация гидроксида натрия $C(\text{NaOH}) = 0,10 \text{ моль/дм}^3$

Переведем концентрацию в систему СИ (моль/м³):

$1 \text{ дм}^3 = 10^{-3} \text{ м}^3$

$C(\text{NaOH}) = \frac{0,10 \text{ моль}}{10^{-3} \text{ м}^3} = 100 \text{ моль/м}^3$

Для расчетов pH удобнее использовать концентрацию в моль/л, так как $1 \text{ дм}^3 = 1 \text{ л}$. Следовательно, $C(\text{NaOH}) = 0,10 \text{ моль/л}$.

Найти:

pH

Решение:

Гидроксид натрия (NaOH) является сильной щелочью, поэтому в водном растворе он полностью диссоциирует на ионы натрия ($\text{Na}^+$) и гидроксид-ионы ($\text{OH}^-$). Уравнение диссоциации выглядит следующим образом:

$\text{NaOH} \rightarrow \text{Na}^+ + \text{OH}^-$

Так как диссоциация полная, молярная концентрация гидроксид-ионов $[\text{OH}^-]$ в растворе будет равна исходной молярной концентрации щелочи:

$[\text{OH}^-] = C(\text{NaOH}) = 0,10 \text{ моль/л} = 10^{-1} \text{ моль/л}$

Для расчета pH щелочного раствора сначала найдем гидроксильный показатель pOH. Он равен отрицательному десятичному логарифму концентрации гидроксид-ионов:

$\text{pOH} = -\lg[\text{OH}^-]$

Подставим известное значение концентрации:

$\text{pOH} = -\lg(10^{-1}) = -(-1) = 1$

Водородный показатель (pH) и гидроксильный показатель (pOH) для водных растворов при стандартных условиях (25°C) связаны соотношением:

$\text{pH} + \text{pOH} = 14$

Из этого соотношения выразим и рассчитаем pH:

$\text{pH} = 14 - \text{pOH}$

$\text{pH} = 14 - 1 = 13$

Ответ: pH раствора гидроксида натрия равен 13.