Рассчитайте объёмы 0,1М раствора муравьиной кислоты и 0,2 М раствора гидроксида калия необходимых для приготовления 200 мл буферного раствора с pH=3,75.(Ka=1,8*10^-4)

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для расчета объемов растворов необходимо воспользоваться уравнением Гендерсона-Хассельбальха для буферных растворов:

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

где:
pH - искомое значение pH буферного раствора (3,75)
pKa - логарифмическая константа диссоциации муравьиной кислоты (карбоновой кислоты) (pKa = -log(Ka) = 4,74 для данного случая)
[A-] - концентрация конъюгированного основания (гидроксида калия)
[HA] - концентрация кислоты (раствора муравьиной кислоты)

Подставляя известные значения и решив уравнение, мы можем найти концентрации [A-] и [HA] и соответственно объемы растворов, необходимых для приготовления 200 мл буферного раствора.

Решаем уравнение Гендерсона-Хассельбальха:

3,75 = 4,74 + log([A-]/[HA])

log([A-]/[HA]) = -0,99

[A-]/[HA] = 10^(-0,99)

[A-]/[HA] = 0,113

Зная, что концентрация калия в растворе гидроксида калия в 2 раза выше, чем концентрация муравьиной кислоты, выразим [A-] и [HA] через x (множитель отношения):

[A-] = 0,113x
[HA] = 0,113/2 = 0,0565x

Зная, что концентрация раствора равна количеству вещества, деленному на объем, выразим чем x из молярности растворов:

0,113x + 0,0565x = 0,1M (раствор муравьиной кислоты)
x = 0,1M / (0,113 + 0,0565) = 0,1M / 0,1695 = 0,590 М

Теперь можем найти концентрации и объемы:

[A-] = 0,113 0,59 = 0,0667 M (молярность гидроксида калия)
[HA] = 0,0566 0,59 = 0,0336 M (молярность муравьиной кислоты)

Объем раствора KОН:
V(KОН) = (0,0667 * 200 мл) / 0,2 М = 66,7 мл

Объем раствора муравьиной кислоты:
V(HCOOH) = (0,0336 * 200 мл) / 0,1 М = 67,2 мл

Таким образом, для приготовления 200 мл буферного раствора с pH=3,75 необходимо взять 66,7 мл 0,1 M раствора гидроксида калия и 67,2 мл 0,1 M раствора муравьиной кислоты.