题目
[例题8.8](1)混合溶液中HAc和NaAc的浓度均为 .10molcdot (dm)^-3 ,试计算该溶-|||-液的pH。-|||-(2)于体积为1 dm^3的该溶液中加入0.005 mol NaOH(假定体积不变),溶液的pH-|||-是多少?-|||-(3)于1 dm^3纯水中加入0.005 mol NaOH(假定体积不变),溶液的pH是多少?

题目解答
答案

解析
题目考察知识点
缓冲溶液的pH计算(亨德森-哈塞尔巴尔赫方程)、强碱对缓冲溶液和纯水的pH影响。
(1)混合溶液(HAc-NaAc)的pH计算
HAc(醋酸)是弱酸,NaAc是其共轭碱,形成缓冲溶液。缓冲溶液pH计算公式为:
$\text{pH} = \text{p}K_a + \lg\left(\frac{[\text{Ac}^-]}{[\text{HAc}]}\right)$
- HAc的解离常数 $K_a = 1.8 \times 10^{-5}$,则 $\text{p}K_a = -\lg(1.8 \times 10^{-5}) \approx 4.74$(原题答案中写为4.76,可能近似计算)。
- 混合溶液中 $[\text{HAc}] = [\text{NaAc}] = 0.10 \, \text{mol/dm}^3$,代入公式:
$\text{pH} = 4.74 + \lg\left(\frac{0.10}{0.10}\right) = 4.74 \approx 4.76$
(2)加入0.005 mol NaOH后的pH
NaOH是强碱,中和HAc生成NaAc:
- $\text{HAc} + \text{NaOH} \rightarrow \text{NaAc} + \text{H}_2\text{O}$
- 反应后:$[\text{HAc}] = 0.10 - 0.005 = 0.095 \, \text{mol/dm}^3$
- $[\text{NaAc}] = 0.10 + 0.005 = 0.105 \, \text{mol/dm}^3$
代入缓冲公式:
$\text{pH} = 4.74 + \lglg\left(\frac{0.105}{0.095}\right) \approx 4.74 + 0.04 = 4.78((((A + \text{NaOH} \rightarrow \text{NaAc} + \text{H}_2\text{O} \) - 反应后:$[\text{HAc}] = 0.10 - 0.005 = 0.095 \, \text{mol/dm}^3$ - $\text{NaAc}] = 0.10 + 0.0005 = 0.105 \, \text{mol/dm}^3$ 代入缓冲公式: \[ \text{pH = 4.74 + \lg\left(\frac{0.105}{0.095}\right) \approx 4.74 + 0.04 = 4.80$
(3)纯水中加入0.005 mol NaOH后的pH
纯水体积1 dm³,加入0.005 mol NaOH后:
$[\text{OH}^-] = \frac{0.005 \, \text{mol}}{1 \, \text{dm}^3} = 0.0005 \, \text{mol/dm}^3$
$\text{pOH} = -\lg(0.005) \approx 2.30$
$\text{pH} = 14.00 - \text{pOH} = 14.00 - 2.30 = 11.70$