Шаг 1: Запишем реакцию, которая происходит при слиянии растворов аммиака и хлорида аммония:
NH3 + HCl → NH4+ + Cl-
Шаг 2: Добавим в таблицу ионообразование и распределение концентраций:
NH3 + H2O → NH4+ + OH-
Начальная концентрация 0,5М 0 0 0
Изменение концентрации -x + x + x +x
Конечная концентрация 0,5-x x x x
HCl + H2O → H3O+ + Cl-
Начальная концентрация 1М 0 0 0
Изменение концентрации -x + x + x + x
Конечная концентрация 1-x x x x
NH4+ + H2O → NH3 + H3O+
Начальная концентрация 0 0 0 0
Изменение концентрации +x + x + x +x
Конечная концентрация x x x x
Cl- + H2O → HCl + OH-
Начальная концентрация 0 0 0 0
Изменение концентрации +x + x + x +x
Конечная концентрация x x x x
Шаг 3: Найдем ионный произведение воды, учитывая, что изменение концентрации OH- и H3O+ равно x:
Kw = [H3O+][OH-] = (x)(x) = x^2
Шаг 4: Рассмотрим баланс ионов в растворе. Так как NH4+ и Cl- участвуют в равном количестве, их концентрации равны и равны x.
Шаг 5: Составим растворимость соли и уравнение распада соли:
NH4Cl → NH4+ + Cl-
Шаг 6: Так как концентрации NH4+ и Cl- равны x, то концентрация NH4Cl также равна x.
Шаг 7: Равновесная константа растворимости (Ksp) для NH4Cl:
Ksp = [NH4+][Cl-] = (x)(x) = x^2
Шаг 8: Выразим концентрацию NH4+ через x:
x = [NH4+] = [Cl-]
Шаг 9: Подставим x и x^2 в уравнение ионного произведения воды:
Kw = x^2
x^2 = Kw
x^2 = 1.0 x 10^-14
Шаг 10: Решим квадратное уравнение:
x = sqrt(1.0 x 10^-14) или x = -sqrt(1.0 x 10^-14)
Здесь мы только рассмотрим положительное значение x, так как концентрации не могут быть отрицательными.
x = 1.0 x 10^-7
Шаг 11: Запишем pH раствора:
pH = -log[H3O+]
pH = -log(1.0 x 10^-7)
Шаг 12: Решим это значение:
pH = 7
Ответ: pH раствора, полученного сливанием равных объемов 0,5М водного раствора аммиака и 1М раствора хлорида аммония, равен 7. Это указывает на то, что раствор является нейтральным.
Шаг 1: Запишем реакцию, которая происходит при слиянии растворов аммиака и хлорида аммония:
NH3 + HCl → NH4+ + Cl-
Шаг 2: Добавим в таблицу ионообразование и распределение концентраций:
NH3 + H2O → NH4+ + OH-
Начальная концентрация 0,5М 0 0 0
Изменение концентрации -x + x + x +x
Конечная концентрация 0,5-x x x x
HCl + H2O → H3O+ + Cl-
Начальная концентрация 1М 0 0 0
Изменение концентрации -x + x + x + x
Конечная концентрация 1-x x x x
NH4+ + H2O → NH3 + H3O+
Начальная концентрация 0 0 0 0
Изменение концентрации +x + x + x +x
Конечная концентрация x x x x
Cl- + H2O → HCl + OH-
Начальная концентрация 0 0 0 0
Изменение концентрации +x + x + x +x
Конечная концентрация x x x x
Шаг 3: Найдем ионный произведение воды, учитывая, что изменение концентрации OH- и H3O+ равно x:
Kw = [H3O+][OH-] = (x)(x) = x^2
Шаг 4: Рассмотрим баланс ионов в растворе. Так как NH4+ и Cl- участвуют в равном количестве, их концентрации равны и равны x.
Шаг 5: Составим растворимость соли и уравнение распада соли:
NH4Cl → NH4+ + Cl-
Шаг 6: Так как концентрации NH4+ и Cl- равны x, то концентрация NH4Cl также равна x.
Шаг 7: Равновесная константа растворимости (Ksp) для NH4Cl:
Ksp = [NH4+][Cl-] = (x)(x) = x^2
Шаг 8: Выразим концентрацию NH4+ через x:
x = [NH4+] = [Cl-]
Шаг 9: Подставим x и x^2 в уравнение ионного произведения воды:
Kw = x^2
x^2 = Kw
x^2 = 1.0 x 10^-14
Шаг 10: Решим квадратное уравнение:
x = sqrt(1.0 x 10^-14) или x = -sqrt(1.0 x 10^-14)
Здесь мы только рассмотрим положительное значение x, так как концентрации не могут быть отрицательными.
x = 1.0 x 10^-7
Шаг 11: Запишем pH раствора:
pH = -log[H3O+]
pH = -log(1.0 x 10^-7)
Шаг 12: Решим это значение:
pH = 7
Ответ: pH раствора, полученного сливанием равных объемов 0,5М водного раствора аммиака и 1М раствора хлорида аммония, равен 7. Это указывает на то, что раствор является нейтральным.