Вычислить концентрацию ионов водорода H+ в водном растворе, если концентрация гидроксид-ионов OH- равна 10^-12 моль/л. Определите характер среды раствора.
Для вычисления концентрации ионов водорода H+ в водном растворе, мы можем воспользоваться ионным произведением воды (Kw), которое при 25°C равно (1 \times 10^{-14}) моль²/л².
[
Kw = [H^+][OH^-]
]
Подставим известное значение концентрации гидроксид-ионов (OH-):
[
1 \times 10^{-14} = [H^+] \times 10^{-12}
]
Теперь решим уравнение для [H^+]:
[
[H^+] = \frac{1 \times 10^{-14}}{10^{-12}} = 1 \times 10^{-2} \text{ моль/л}
]
Характер среды определяется значением pH. pH рассчитывается как отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода:
[
pH = -\log[H^+]
]
[
pH = -\log(1 \times 10^{-2}) = 2
]
pH = 2 указывает на кислую среду, так как pH < 7.
Вычислить концентрацию гидроксид-ионов OH- в растворе, если концентрация ионов водорода H+ равна 10^-4 моль/л. Определите характер среды.
Опять же, используем ионное произведение воды:
[
Kw = [H^+][OH^-]
]
Подставим известное значение концентрации ионов водорода (H+):
[
1 \times 10^{-14} = 10^{-4} \times [OH^-]
]
Решим уравнение для [OH-]:
[
[OH^-] = \frac{1 \times 10^{-14}}{10^{-4}} = 1 \times 10^{-10} \text{ моль/л}
]
Характер среды также определяется значением pH. В данном случае pH = 4, поскольку:
[
pH = -\log[H^+] = -\log(10^{-4}) = 4
]
pH = 4 указывает на кислую среду, так как pH < 7.
Вычислить pH водного раствора, в котором концентрация гидроксид-ионов равна 10^-2 моль/л. Как изменится цвет метилоранжа в этом растворе.
Сначала найдем концентрацию ионов водорода (H+), используя ионное произведение воды:
[
Kw = [H^+][OH^-]
]
Подставим известное значение концентрации гидроксид-ионов (OH-):
[
1 \times 10^{-14} = [H^+] \times 10^{-2}
]
Решим уравнение для [H+]:
[
[H^+] = \frac{1 \times 10^{-14}}{10^{-2}} = 1 \times 10^{-12} \text{ моль/л}
]
Теперь вычислим pH:
[
pH = -\log[H^+] = -\log(1 \times 10^{-12}) = 12
]
pH = 12 указывает на сильно щелочную среду.
Метилоранж является индикатором, который изменяет цвет в зависимости от pH раствора. В кислой среде (pH < 4.4) метилоранж имеет красный цвет, в нейтральной среде (pH 4.4-6.2) он становится оранжевым, а в щелочной среде (pH > 6.2) — желтым.
При pH = 12 метилоранж будет желтым, что указывает на сильно щелочную среду.