Какой объём серной кислоты с концентрацией эквивалента 0,2 моль/л необходимо добавить в насыщенный раствор H2S (0.1 м/литр) объёмом 20 мл, чтобы равновесная концентрация йонов серы составила 7.10^-20 моль/л.
Константы йонизации сероводородной кислоты 1.10^-7 2,5.10^-13
Answers & Comments
Ответ:
Для решения этой задачи необходимо использовать уравнение Хендерсона-Хассельбальха:
pOH = pKw - pH
где pOH - отрицательный десятичный логарифм концентрации гидроксидных ионов, pKw - отрицательный десятичный логарифм ионизации воды (14), pH - отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода.
В данном случае, мы можем использовать pOH для нахождения концентрации ионов серы (SO4^2-) по следующей формуле:
pOH = -log([SO4^2-])
Сначала найдем значение pOH:
pOH = -log(7.10^-20)
pOH ≈ 19.15
Теперь, используя уравнение Хендерсона-Хассельбальха, найдем значение pH:
pOH = pKw - pH
19.15 = 14 - pH
pH ≈ -5.15
Так как pH является отрицательным, это указывает на сильную кислотность раствора.
Теперь мы можем использовать константу йонизации сероводородной кислоты (Ka) и объем для нахождения количества серной кислоты, необходимого для добавления в раствор H2S.
Ka = [H+][HS-] / [H2S]
Для раствора H2S, концентрация ионов серы равна концентрации ионов сероводорода (H+) и составляет 0.1 моль/литр.
Подставим значения в уравнение:
1.10^-7 = [H+][HS-] / 0.1
Отсюда, можем выразить [HS-]:
[HS-] = 1.10^-7 * 0.1 / [H+]
Теперь можем выразить [H+] из уравнения Хендерсона-Хассельбальха:
[H+] = 10^-pH ≈ 10^5.15
Теперь, используя найденные значения, можем рассчитать [HS-]:
[HS-] ≈ 1.10^-7 * 0.1 / 10^5.15
Таким образом, найденное значение [HS-] позволяет нам определить количество серной кислоты, необходимое для добавления в раствор H2S, чтобы получить требуемую концентрацию йонов серы.
Объяснение: