Химия

При смешении растворов происходит реакция

$CH_3COOH + OH^{-} = CH_3COO^{-} + H_2O$.

Если при расчете $pН$ пренебречь концентрацией ионов $H_3O^{+}$ и $OH^{-}$, возникающих при автопротолизе (самодиссоциации) воды, и концентрацией ацетат-ионов, образовавшихся в результате диссоциации неполностью прореагировавшей уксусной кислоты, то после частичной нейтрализации концентрации реагентов равны:

$[CH_3COO^{-}] = \frac{0,005}{0,100 + 0,050} = 3,33 \cdot 10^{-2} моль/л$,
$[CH_3COOH] = 3,33 \cdot 10^{-2}$ моль/л.

Известно, что

$K = \frac {[H_3O^{+}][CH_3COO^{-}]}{[CH_3COOH]}$ (1).

Если обозначить $pK = -lg [K]$, то

$pH = pK - \frac {lg [CH_3COOH]}{[CH_3COO^{-}]}$. (2)

Для исходного раствора кислоты, подставив в (1) значения

$[H_3O^{+}] = [CH_3COO^{-}]$ и $[CH_3COOH] \gg [CH_3COO^{-}]$,

получаем

$pH = \frac{1}{2} pK - \frac{1}{2} lg c_{\: кислоты}$. (3)

При подстановке в выражения (2) и (3) численных значений, полученных ранее, и величины $pK = -1,78 \cdot 10^{-5} = 4,75$, находим

$pH_{\: раствора} = 4,75$, $pH_{\: кислоты} = 2,87$.

Следовательно, $\Delta рН$ в процессе частичной нейтрализации равно разности $pН$ растворов кислоты до и после частичной нейтрализации, т. е. $4,75 - 2,87 = 1,88$.

Если раствор кислоты предварительно разбавить в 10 раз, то $C_{\: кислоты} = 0,01$ моль /л, и по (3)

$pH = \frac{1}{2} \cdot 4,75 - \frac{1}{2} lg \cdot (10^{-2}) = 3,37$.

Изменение $pH$ в этом случае будет $\Delta pH = 3,37 - 2,87 = 0,5$. Изменения $pH$ после десятикратного разбавления, полученного при частичной нейтрализации раствора, не произойдет, так как $pH$ полученного раствора зависит не от абсолютной величины концентраций, а от соотношения концентраций $[CH_3COOH]/[CH_3COO^{-}]$, которое при разбавлении не изменится.