Вычислите рН раствора

Чтобы определить pH раствора после добавления 50 мл 0,2 н (молярность) HCl (соляной кислоты) к 50 мл 0,1 н NaOH (гидроксида натрия), нужно поэтапно рассчитать количество вступивших в реакцию эквивалентов кислоты и основания и определить, какой компонент остался в избытке.

Шаг 1: Найдем количество эквивалентов каждого раствора

Для HCl:

Молярность раствора HCl — 0,2 н (нормальный раствор), и объем — 50 мл (или 0,05 л). Количество эквивалентов HCl можно найти по формуле:

\[ n = C \cdot V \]

где:

• \( C = 0,2 \) н,
• \( V = 0,05 \) л (50 мл = 0,05 л).

\[ n_{HCl} = 0,2 \, \text{н} \cdot 0,05 \, \text{л} = 0,01 \, \text{экв.} \]

Для NaOH:

Молярность раствора NaOH — 0,1 н, и объем — 50 мл (или 0,05 л). Количество эквивалентов NaOH можно найти аналогично:

\[ n_{NaOH} = C \cdot V = 0,1 \, \text{н} \cdot 0,05 \, \text{л} = 0,005 \, \text{экв.} \]

Шаг 2: Определим, что происходит в реакции

HCl — это сильная кислота, NaOH — сильное основание. В результате их взаимодействия происходит реакция нейтрализации:

\[ HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O \]

Теперь необходимо определить, какая из реакций (кислая или щелочная) будет в избытке. Итак:

• Количество эквивалентов HCl = 0,01 эквивалент,
• Количество эквивалентов NaOH = 0,005 эквивалент.

После нейтрализации останется избыток кислоты, так как количество эквивалентов HCl больше, чем NaOH.

Шаг 3: Определяем избыток HCl

Количество HCl, которое осталось после нейтрализации:

\[ n_{\text{избыток HCl}} = 0,01 \, \text{экв.} - 0,005 \, \text{экв.} = 0,005 \, \text{экв.} \]

Этот избыток будет определять кислотность раствора.

Шаг 4: Вычисляем концентрацию оставшегося HCl

Общий объем раствора после смешивания двух растворов:

\[ V_{\text{общий}} = 50 \, \text{мл} + 50 \, \text{мл} = 100 \, \text{мл} = 0,1 \, \text{л}. \]

Концентрация оставшегося HCl в растворе:

\[ C_{\text{HCl}} = \frac{n}{V} = \frac{0,005 \, \text{экв.}}{0,1 \, \text{л}} = 0,05 \, \text{М}. \]

Теперь эта концентрация HCl определяет концентрацию ионов \( \text{H}^+ \) в растворе, так как HCl — сильная кислота и полностью диссоциирует в воде.

Шаг 5: Вычисление pH

\[ [\text{H}^+] = 0,05 \, \text{М}. \]

pH рассчитывается по формуле:

\[ \text{pH} = -\log [\text{H}^+]. \]

Посчитаем логарифм:

\[ \text{pH} = -\log (0,05) \approx 1,3. \]

Ответ:

Значение pH приблизительно равно 1,3. Округляем до 1. Правильный ответ: Г. \( \text{pH} = 1 \).