Какое количество миллиграммов твердого ацетата натрия нужно добавить к 100 мл безводной уксусной кислоты, чтобы

Чтобы решить эту задачу, мы должны использовать знания о pH и химических реакциях. Давайте начнем с объяснения, что такое pH.

pH - это мера кислотности или щелочности раствора. Он измеряется на шкале от 0 до 14, где значения меньше 7 указывают на кислотность, а значения больше 7 указывают на щелочность. Значение pH 7 соответствует нейтральному раствору. Чем ниже значение pH, тем кислотнее раствор, а чем выше - тем более щелочным он является.

У нас есть безводная уксусная кислота, и мы хотим добавить некоторое количество твердого ацетата натрия к ней, чтобы получить раствор с pH 11. Теперь нам нужно понять, как реагирует кислота и основание, чтобы привести к формированию раствора с таким pH.

Химическое уравнение для реакции уксусной кислоты (CH3COOH) с ацетатом натрия (NaOAc) имеет вид:

CH3COOH + NaOAc → CH3COONa + H2O

В этой реакции уксусная кислота и ацетат натрия реагируют, образуя ацетат натрия и воду.

Теперь давайте рассмотрим реакцию между ацетатом натрия и водой:

CH3COONa → CH3COO- + Na+

CH3COO- + H2O → CH3COOH + OH-

В первой реакции ацетат натрия распадается на ацетат-ион (CH3COO-) и натрий (Na+). Во второй реакции ацетат-ион протекает реакцию с водой, образуя уксусную кислоту (CH3COOH) и гидроксид-ион (OH-).

Гидроксид-ионы (OH-) являются основаниями и определяют щелочность раствора. Чем больше гидроксид-ионов присутствует, тем более щелочным является раствор и тем выше его pH.

Таким образом, чтобы получить раствор с pH 11, мы должны добавить достаточное количество ацетата натрия, чтобы величина гидроксид-ионов (OH-) в растворе увеличилась.

Теперь давайте приступим к пошаговому решению задачи. Мы знаем, что pH определяется логарифмическим масштабом, поэтому изменение величины pH на единицу соответствует изменению концентрации ионов в 10 раз.

Дано: количество безводной уксусной кислоты - 100 мл

Стратегия решения:
1. Рассчитаем количество гидроксид-ионов (OH-) в растворе с pH 11.
2. Поскольку у нас есть ацетат натрия, мы можем предположить, что он полностью диссоциирует в растворе. Это означает, что каждая молекула ацетата натрия образует одну молекулу ацетат-иона (CH3COO-) и одну молекулу натрия (Na+).
3. Таким образом, количество ацетат-ионов (CH3COO-) в растворе будет равно количеству добавленного ацетата натрия.
4. Поскольку мы знаем, что изменение величины pH на единицу соответствует изменению количества ионов в 10 раз, нам нужно найти количество ацетат-ионов (CH3COO-) в растворе, которое изменит pH с 7 (нейтральное значение) до 11.
5. Разница в pH составляет 11 - 7 = 4. Чтобы изменить pH на 4, нам нужно изменить количество ацетат-ионов в 10^4 раз.
6. Разделив 10^4 на 10, получим, что нам нужно добавить 10000 молекул ацетата натрия.
7. Поскольку масса молекулы ацетата натрия (NaOAc) равна 82 г/моль, мы можем рассчитать количество миллиграммов, которое нам нужно добавить:
масса ацетата натрия = количество ацетата натрия × масса молекулы ацетата натрия
= 10000 × 82
= 820000 мг

Таким образом, нам нужно добавить 820000 миллиграммов твердого ацетата натрия к 100 миллилитрам безводной уксусной кислоты, чтобы pH полученного раствора стал равным 11 согласно аналитическим данным.