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将PH=7溶液用醋酸(浓度36%)调节到PH=4,需要用多少毫升醋酸,如何计算?

来源:学生作业帮 编辑:大师作文网作业帮 分类:化学作业 时间:2024/11/18 07:21:22
将PH=7溶液用醋酸(浓度36%)调节到PH=4,需要用多少毫升醋酸,如何计算?
将PH=7溶液用醋酸(浓度36%)调节到PH=4,需要用多少毫升醋酸,如何计算?
先计算多少浓度的醋酸的pH=4,即[H+]=10^-4 mol/L.
对于一元弱酸溶液,氢离子浓度[H+]=[-k+根号(k^2+4k·c)]/2,其中k为电离常数,c为量浓度.
查手册得醋酸的电离常数k=1.8*10^-5,再令[H+]=10^-4得
10^-4 = [-1.8*10^-5+根号(3.24*10^-10 + 4*1.8*10^-5*c)]/2
由上式得c=6.556*10^-4 mol/L
所以,加入36%醋酸溶液,使醋酸浓度达到6.556*10^-4mol/L即可.
为求出所需36%醋酸体积,还需要知道36%醋酸的量浓度.
查表得36%醋酸比重为1.0452,所以36%醋酸的量浓度为1000*1.0452*0.36/60 = 6.2712 mol/L
假设pH=7的溶液的体积为1升,并设所需36%醋酸体积为V升,则
6.2712*V/(V+1)=6.556*10^-4
V=1.045*10^-4 升
所以使1升pH=7的水溶液的pH变为4,需要36%醋酸0.1045毫升.
这个结果只有在当溶液中不含有缓冲性物质的情况下成立.
再问: 谢谢你的回答,PH=8的溶液调节到PH=4又改怎样计算?要计算所需氢离子浓度吧?我没接触过这块,麻烦你再给个解答
再答: 需要先计算把pH从8调到7所需的醋酸,然后加上把pH从7调到4所需的醋酸。 把pH从8调到7所需的醋酸是极少的,实际上可以忽略。 把pH从8调到7所需的醋酸用量与溶质有关。若溶液为强碱溶液,则所需的醋酸较少;如果是弱碱溶液,则需要更多的醋酸。 假如溶液体积为1升,是强碱溶液。 那么,碱的浓度为10^-6 mol/L,物质的量为10^-6 mol。 在浓度如此低的情况下,可以近似认为醋酸中和强碱所生成的醋酸盐溶液的pH=7。 所以把pH从8调到7所需醋酸物质的量为10^-6mol。 醋酸体积为10^-6/6.2712=1.59*10^-4 mL 可见把pH从8调到7所用醋酸体积非常小,完全可以忽略。 所以所需醋酸体积仍为0.1045 mL。
再问: 再麻烦问下,我这样计算怎么不是这个结果,哪地方错了? 假设1L溶液从PH=7调到PH=4需要加入醋酸(36%)xL, 那么加入的[H+]浓度为 (1+x)*10^-4 - 10^-7 =? (mol); 然后计算醋酸电离出多少mol [H+] 36%醋酸的量浓度c为1000*1.0452*0.36/60 = 6.2712 mol/L, 按照简化式计算[H+]=根号(c*k),k=1.8*10^-5 得到[H+]=0.01mol/L (1+x)*10^-4 - 10^-7=0.01x 计算得到x=0.01L,需要10ml左右啊,我哪地方错了?
再答: "(1+x)*10^-4 - 10^-7"不正确。 酸会抑制水的电离,所以水电离出的氢离子浓度小于10^-7mol/L。不过,这个错误不会对结果造成影响,因为水的电离非常微弱。 关键在于,"(1+x)*10^-4 - 10^-7=0.01x"不正确。 弱酸的电离程度与浓度有关。浓度越小,电离程度越大。(不过k值保持不变) 因此,将醋酸加入到水中稀释后,x升36%醋酸所电离出的氢离子物质的量会远远大于0.01x mol。若仍然按照0.01x mol计算,结果就会偏大。