Номер 6, страница 146 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

6. Определите $pH$ раствора KOH с молярной концентрацией 0,001 $\text{моль}/\text{дм}^3$.

Дано:

Молярная концентрация раствора KOH, $C(\text{KOH}) = 0,001 \text{ моль/дм}^3$.

Поскольку $1 \text{ дм}^3 = 1 \text{ л}$, то концентрация $C(\text{KOH}) = 0,001 \text{ моль/л} = 10^{-3} \text{ моль/л}$. Данная единица измерения (моль/л) является общепринятой для расчетов в химии и не требует перевода в систему СИ (моль/м³).

Найти:

$pH$ раствора.

Решение:

Гидроксид калия (KOH) — это сильное основание (щёлочь). В водном растворе сильные основания практически полностью диссоциируют на ионы. Уравнение диссоциации KOH выглядит следующим образом: $$ \text{KOH} \rightarrow \text{K}^+ + \text{OH}^- $$ Так как диссоциация полная, равновесная концентрация гидроксид-ионов $[\text{OH}^-]$ в растворе равна исходной молярной концентрации щёлочи: $$ [\text{OH}^-] = C(\text{KOH}) = 10^{-3} \text{ моль/л} $$ Для нахождения водородного показателя ($pH$) щелочного раствора удобно сначала рассчитать гидроксильный показатель ($pOH$). Он определяется как отрицательный десятичный логарифм молярной концентрации гидроксид-ионов: $$ pOH = -\lg[\text{OH}^-] $$ Подставим известное значение концентрации в формулу: $$ pOH = -\lg(10^{-3}) = -(-3) = 3 $$ Водородный показатель ($pH$) и гидроксильный показатель ($pOH$) для любого водного раствора при стандартной температуре (25 °C) связаны между собой через ионное произведение воды ($K_w = 10^{-14}$): $$ pH + pOH = 14 $$ Из этого соотношения выразим и вычислим искомый $pH$: $$ pH = 14 - pOH $$ $$ pH = 14 - 3 = 11 $$ Так как $pH > 7$, среда является щелочной, что соответствует раствору KOH.

Ответ: $pH$ раствора КОН равен 11.