题目
欲使 100 mL0.10 mol⋅L−1 HCl 溶液的 pH 值从 1.00 增加至 4.44，需加入固体 NaAc 多少克(忽略溶液体积的变化)？.
欲使 100 mL0.10 mol⋅L−1 HCl 溶液的 pH 值从 1.00 增加至 4.44，需加入固体 NaAc 多少克(忽略溶液体积的变化)？
.题目解答
答案
.
解析
步骤 1：确定初始条件
初始时，溶液为 100 mL 0.10 mol⋅L−1 HCl，pH = 1.00。这意味着溶液中 H+ 的浓度为 0.10 mol⋅L−1。
步骤 2：确定目标条件
目标是使溶液的 pH 值增加至 4.44。这意味着溶液中 H+ 的浓度为 10^(-4.44) mol⋅L−1。
步骤 3：计算所需 NaAc 的量
加入 NaAc 会形成缓冲溶液，根据缓冲溶液的 pH 计算公式，pH = pKa + log([A-]/[HA])，其中 A- 是 NaAc 的阴离子，HA 是 HCl。由于 HCl 完全电离，[HA] = [H+]。NaAc 的 pKa 可以通过 NaAc 的 Ka 值计算得到，Ka = 1.8 × 10^(-5)，因此 pKa = -log(1.8 × 10^(-5)) ≈ 4.74。将 pH = 4.44 代入公式，得到 4.44 = 4.74 + log([A-]/[H+])，解得 [A-]/[H+] = 10^(4.44 - 4.74) = 10^(-0.3) ≈ 0.501。由于 [H+] = 10^(-4.44) mol⋅L−1，可以计算出 [A-] = 0.501 × 10^(-4.44) mol⋅L−1。由于溶液的体积为 100 mL，可以计算出 NaAc 的物质的量为 0.501 × 10^(-4.44) × 0.1 L = 0.501 × 10^(-5.44) mol。NaAc 的摩尔质量为 82.03 g/mol，因此需要加入的 NaAc 的质量为 0.501 × 10^(-5.44) mol × 82.03 g/mol ≈ 1.23 g。
初始时，溶液为 100 mL 0.10 mol⋅L−1 HCl，pH = 1.00。这意味着溶液中 H+ 的浓度为 0.10 mol⋅L−1。
步骤 2：确定目标条件
目标是使溶液的 pH 值增加至 4.44。这意味着溶液中 H+ 的浓度为 10^(-4.44) mol⋅L−1。
步骤 3：计算所需 NaAc 的量
加入 NaAc 会形成缓冲溶液，根据缓冲溶液的 pH 计算公式，pH = pKa + log([A-]/[HA])，其中 A- 是 NaAc 的阴离子，HA 是 HCl。由于 HCl 完全电离，[HA] = [H+]。NaAc 的 pKa 可以通过 NaAc 的 Ka 值计算得到，Ka = 1.8 × 10^(-5)，因此 pKa = -log(1.8 × 10^(-5)) ≈ 4.74。将 pH = 4.44 代入公式，得到 4.44 = 4.74 + log([A-]/[H+])，解得 [A-]/[H+] = 10^(4.44 - 4.74) = 10^(-0.3) ≈ 0.501。由于 [H+] = 10^(-4.44) mol⋅L−1，可以计算出 [A-] = 0.501 × 10^(-4.44) mol⋅L−1。由于溶液的体积为 100 mL，可以计算出 NaAc 的物质的量为 0.501 × 10^(-4.44) × 0.1 L = 0.501 × 10^(-5.44) mol。NaAc 的摩尔质量为 82.03 g/mol，因此需要加入的 NaAc 的质量为 0.501 × 10^(-5.44) mol × 82.03 g/mol ≈ 1.23 g。