Дано:
V(HCl) = 5 м³ (объем хлористого водорода)
T = 100°C = 373 K (температура)
P = 1,5 атм (давление)
C(NH4OH) = 0,1 моль/л (концентрация гидроксида аммония)
Найти:
pH раствора, полученного в результате поглощения хлористого водорода раствором гидроксида аммония.
Решение с расчетом:
Сначала определим количество вещества HCl, которое реагировало с NH4OH:
n(HCl) = (P * V) / (R * T) = (1,5 атм * 5 м³) / (0,0821 * 373 K) ≈ 0,3 моль
Теперь определим количество вещества NH4OH, реагировавшее с HCl:
n(NH4OH) = C(NH4OH) * V = 0,1 моль/л * 5 м³ = 0,5 моль
Так как HCl является сильной кислотой, он полностью диссоциирует в растворе:
HCl -> H+ + Cl-
Таким образом, после реакции в растворе будет содержаться 0,3 моль H+, исходя из реакции:
H+ + NH4OH -> NH4+ + H2O
Так как начальная концентрация NH4OH равна 0,1 моль/л, а количество H+ равно 0,3 моль, то конечная концентрация NH4OH будет равна 0,1 - 0,3 = -0,2 моль/л. Так как концентрация не может быть отрицательной, это означает, что весь HCl был полностью протонирован NH4OH.
Теперь рассчитаем pH раствора после реакции:
pH = -log([H+]) = -log(0,3 моль/5 м³) ≈ -log(0,06 моль/л) ≈ 1,22
Ответ: pH раствора, полученного в результате поглощения хлористого водорода раствором гидроксида аммония, составит примерно 1,22.