К 25 мл 0,3 М раствора дигидрофосфата калия добавлено 20 мл 0,2 М раствора гидроксида калия. Вычислите pH раствора
Вопрос пользователя
К 25 мл 0,3 М раствора дигидрофосфата калия добавлено 20 мл 0,2 М раствора гидроксида калия. Вычислите pH раствора (К1 =7,1×10^-3, К2=6,2×10^-8, К3=5,0×10^-13).
Как изменится pH буферного раствора, если к нему прилить 8 мл 0,1М раствора соляной кислоты?
Ответ эксперта
КН2РО4 + КОН → К2НРО4 + Н2О
n(КН2РО4)=CV=0,3×0,025 = 7,5×10^-3 моль
n(КОН)=CV=0,2×0,020 = 4,0×10^-3 моль
После добавления 20 мл 0,2 М р-ра КОН 4,0×10^-3 моль дигидрофосфата калия превратилась в 4,0×10^-3 моль гидрофосфат калия, так что раствор содержит смесь обеих солей:
n(КН2РО4) = 3,5×10^-3 моль
n(К2НРО4) = 4,0×10^-3 моль
Образовалась фосфатная буферная смесь, в кот. ион Н2РО4ˉ играет роль кислоты, а ион НРО42– — сопряженного основания.
рН фосфатного буфера:
рН=рК (Н2РО4⁻) + lg[К2НРО4]/[КН2РО4]
Т.к. все в-ва находятся в одном растворе, объем для них одинаков, и можно вместо концентраций использовать кол-ва вещ-в (моль).
рН= – lgКa2 + lg[К2НРО4]/[КН2РО4] = – lg (6,2×10^-8) + lg(4,0×10^-3 / 3,5×10^-3)=7,27
При добавлении к раствору 8 мл 0,1М раствора соляной кислоты (0,8×10^-3 моль HCl) в системе будет протекать реакция:
К2НРО4 + HCl → КН2РО4 + КCl , или
НРО42– + H+ → Н2РО4–
Кол-во ионов НРО42– уменьшится на 0,8×10^-3 и станет 3,2×10^-3 моль, а кол-во ионов Н2РО4– увеличится на 0,8×10^-3 и станет 4,3×10^-3 моль.
Значение рН, соответствующее новому равновесию в системе:
рН=– lgКa2 +lg([К2НРО4]/[КН2РО4]) = 7,21 + lg (3,2×10^-3 /4,3×10^-3) = 7,21 + lg3,0 = 7,08
След., добавление щелочи в исходный буфер приведет к изменению рН раствора:
ΔрН = 7,08 – 7,27 = –0,19
