Сколько миллилитров 0,2 нормального раствора уксусной кислоты необходимо прибавить к 40 миллилитрам 0,1 мольного

Для решения этой задачи, нам потребуется использовать знание о буферных растворах. Буферный раствор представляет собой комбинацию слабой кислоты и её конъюгированной основы, которая помогает поддерживать стабильный pH.

Сначала определим, какой объем уксусной кислоты (CH3COOH) нужно добавить к раствору ацетата натрия (CH3COONa), чтобы достичь рН 4.

1. Зная, что pKa (константа кислоты) для уксусной кислоты составляет около 4,76, исходя из формулы Гендерсона-Гесселя, мы можем использовать следующее уравнение:

   pH = pKa + log([A-]/[HA])

   Где:

   • pH — целевой pH (в данном случае, 4)
   • pKa — константа кислоты (4,76)
   • [A-] — концентрация ацетата натрия
   • [HA] — концентрация уксусной кислоты

2. Подставим известные значения и решим уравнение относительно [A-]:

   4 = 4,76 + log([A-]/[HA])

3. Найдём значение log([A-]/[HA]):

   log([A-]/[HA]) = 4 — 4,76
   log([A-]/[HA]) = -0,76

4. Теперь найдём [A-]/[HA]:

   [A-]/[HA] = 10^(-0,76)

5. После нахождения отношения [A-]/[HA], мы можем использовать известное количество ацетата натрия (0,1 моль) для нахождения концентрации уксусной кислоты ([HA]):

   [A-] = [HA]
   [A-]/[HA] = 10^(-0,76)
   [HA]/[HA] = 10^(-0,76)
   1 = 10^(-0,76)

Теперь мы знаем, что [A-]/[HA] = 10^(-0,76). Следовательно, для достижения pH 4, отношение между ацетатом натрия и уксусной кислотой должно быть равным 10^(-0,76). Теперь мы можем найти необходимый объем уксусной кислоты (CH3COOH).

1. У нас есть 40 мл 0,1 М раствора ацетата натрия. Найдем количество молей ацетата натрия:

   Моли = концентрация x объем
   Моли CH3COONa = 0,1 М x 0,04 л = 0,004 моль

2. Теперь, зная количество молей ацетата натрия, мы можем найти количество молей уксусной кислоты (CH3COOH), которое нужно добавить, чтобы поддержать буфер:

   [A-]/[HA] = 10^(-0,76)

   Поскольку отношение [A-] к [HA] равно 1, и у нас уже есть 0,004 моль ацетата натрия, то нам нужно добавить такое же количество молей уксусной кислоты:

   Моли CH3COOH = 0,004 моль

3. Находим массу уксусной кислоты, зная её молярную массу (60,05 г/моль):

   Масса CH3COOH = Моли x молярная масса
   Масса CH3COOH = 0,004 моль x 60,05 г/моль = 0,24 г

Таким образом, нужно добавить 0,24 г уксусной кислоты к 40 мл 0,1 М раствора ацетата натрия, чтобы достичь рН раствора равным 4.