Номер 710, страница 118 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

710. Какое химическое количество KOH необходимо добавить к раствору объёмом $600 \text{ см}^3$, в котором молярная концентрация ионов водорода равна $0,15 \text{ моль/дм}^3$, чтобы раствор стал нейтральным?

Дано:

Объем раствора, $V = 600 \text{ см}^3$

Молярная концентрация ионов водорода, $c(\text{H}^+) = 0,15 \text{ моль/дм}^3$

Перевод в согласованные единицы:

Так как $1 \text{ дм}^3 = 1000 \text{ см}^3$, то объем раствора $V = 600 \text{ см}^3 = 0,6 \text{ дм}^3$.

Найти:

Химическое количество КОН, $n(\text{KOH})$ - ?

Решение:

Чтобы раствор стал нейтральным, необходимо добавить такое количество щелочи (КОН), которое полностью нейтрализует ионы водорода (H⁺), создающие кислую среду. Процесс нейтрализации описывается следующим сокращенным ионным уравнением:

$\text{H}^+ + \text{OH}^- \rightarrow \text{H}_2\text{O}$

Из этого уравнения следует, что для нейтрализации одного моля ионов водорода требуется один моль гидроксид-ионов. Таким образом, их химические количества должны быть равны: $n(\text{H}^+) = n(\text{OH}^-)$.

1. Сначала найдем химическое количество ионов водорода, содержащееся в исходном растворе, используя формулу $n = c \cdot V$:

$n(\text{H}^+) = c(\text{H}^+) \cdot V = 0,15 \text{ моль/дм}^3 \cdot 0,6 \text{ дм}^3 = 0,09 \text{ моль}$

2. Для полной нейтрализации необходимо добавить такое же химическое количество гидроксид-ионов:

$n(\text{OH}^-) = n(\text{H}^+) = 0,09 \text{ моль}$

3. Источником гидроксид-ионов является гидроксид калия (КОН). Это сильная щелочь, которая в водном растворе диссоциирует полностью:

$\text{KOH} \rightarrow \text{K}^+ + \text{OH}^-$

Из уравнения диссоциации видно, что 1 моль КОН дает 1 моль ионов $\text{OH}^-$. Следовательно, химическое количество КОН, которое необходимо добавить в раствор, равно требуемому химическому количеству гидроксид-ионов.

$n(\text{KOH}) = n(\text{OH}^-) = 0,09 \text{ моль}$

Ответ: необходимо добавить 0,09 моль КОН.