Решение

а)Рассчитываем количество кислоты и основания до реакции:

n_к = С_н ×V = 50×0.1 = 5 мэкв; n _о .= 20×0.2 = 4 мэкв

Рассчитываем количество кислоты и основания после проведения реакции:

n_к = 5-4 = 1 мэкв; n _о .= 0

Т.о. после проведения реакции в растворе останется слабая кислота HСООН.

Кроме того , в растворе есть соль слабой кислоты НСООNa , которая вместе с остатком слабой кислоты образует буферную смесь Расчет. рН раствора ведут по формуле (10). Количество эквивалентов соли полученное в растворе после проведения реакции равно количеству эквивалентов основания , взятого для проведения реакции: n_с =n_о .В расчетную формулу правомерно можно подставить вместо отношений концентраций кислоты к соли C_к /С_с отношение n_к /n_с

рН = рК_к – lg C_к /С_с = 3.75 –lg 1/4 = 4.35

б) Рассчитываем количество кислоты и основания до реакции:

n_к = С_н ×V = 50×0.1 = 5 мэкв; n _о .= 51×0.1 = 5.1 мэкв

После реакции:

n_к = 0 ; n _о .= (5.1 – 5.0 ) = 0.1 мэкв

Т.о. после проведения реакции в растворе останется сильное основание , которое будет определять рН раствора. Расчет ведут по формуле (13):

рН =14 +lg(51×0.1 -50×0.1 )/101 =11

в)Рассчитываем количество кислоты и основания до реакции:

n_к = С_н ×V = 50×0.1 = 5 мэкв; n _о .= 50×0.1 = 5 мэкв

После реакции:

n_к = 0 ; n _о .= 0

Кислота и основание взяты в эквивалентных количествах. В растворе будет соль НСООNa , которая подвергается гидролизу, рН раствора рассчитывается по формуле ( 7). Концентрацию соли рассчитывают по формуле (14):

С_с =(С_н ×V)_о /(V_k +V_o ) =(С_н ×V)_к)/(V_k +V_o ) (14)

рН = 7 + 1/2 рК_к + 1/2 lg С_с = 7 + 1/2 3.75 + 1/2 lg 5/100 =8.225

Пример5.3.Расcчитайте скачок на кривой титрования 20мл 0.1н HNO₃ 0.2н раствором КОН, погрешность определения 0.1 %.

Решение

Расчет рН в начале скачка на кривой титрования ( рН_Н.С):

Рассчитывают объем добавленной щелочи в начале скачка(V_Н.С.) исходя из того, что в растворе останется 0.1 % неоттитрованной кислоты, т.е. добавлено 99.9% щелочи .С учетом концентрации щелочи

V_Н.С. ( КОН) =(С_н×V)_К 0.999/С_o =0.1×20×0.999/0.2 =9.99мл. Расчет рН ведут с использованием формулы (12):

рН_Н.С = - lg (20×0.1 –9.99×0.2 )/29.99 = 4.2

Расчет рН в конце скачка на кривой титрования ( рН_К.С):

Рассчитывают объем добавленной щелочи в конце скачка(V_К.С.) исходя из того, что раствор кислоты будет перетитрован на 0.1 %, т.е.будет добавлено 100.1% щелочи .С учетом концентрации щелочи V_К.С. ( КОН) =(С_н×V)_К 1.001/С_o =0.1×20×1.001/0.2 =10.01мл. Расчет рН ведут с использованием формулы (13):

рН =14 +lg(10.01×0.2 -20×0.1 )/30.01 = 10.72

Пример5.4.Расcчитайте скачок на кривой титрования 10мл 0.1н НСООН раствором КОН, С_Н( КОН ) =0.1н ; погрешность определения 0.2 %.