Question

In urma reactiei dintre o solutie de hidroxid de sodiu cu pH 12 si o solutie de HNO3 cu pH 2 rezulta 10 ml solutie cu pH 3. indicati afirmatiile adevarate:
Solutiile se amesteca in raport de NaOH:HNO3 de 9:11.

Answer 1

Concentraţia molară a unei soluţii de HNO3 cu pH=2 este $10^{-pH}=10^{-2} = 0.01M$

Concentraţia molară a soluţiei de NaOH cu pH=12 este $10^{-(14-pH)}= 10^{-2}= 0.01M$

Dacă soluţia finală are un pH=3, înseamnă că a mai rămas acid (HNO3) nereacţionat:

0.01xNaOH + 0.01yHNO3 -> 0.01xNaNO3 + (0.01y-0.01x)HNO3

0.01x = numărul molilor de NaOH
0.01y = numărul molilor de HNO3
(0.01y-0.01x) = numărul molilor de acid nereacţionat, ramas după ce a neutralizat toată cantitatea de NaOH
x = volumul de soluţie NaOH (exprimat în L)
y = volumul de soluţie HNO3
Concentraţia soluţiei finale, cu pH=3, este $10^{-3} = 0.001M$.

Calculăm câţi moli de HNO3 se află în soluţia finală, ţinând cont de concentraţia molară pe care am aflat-o mai sus (0.001 moli/L):

0.001 moli ................ 1 L
p .............................. 10 ml = 0.01 L
p = 0.00001 moli HNO3 în soluţia finală


=> 0.01y-0.01x = 0.00001

Cum am spus şi înainte, x şi y reprezintă volumul (exprimat în L) din fiecare soluţie.Ni se spune că soluţia finală are un volum de 10 ml (0.01 L), deci putem scoate a doua ecuaţie: x+y= 0.01

Rezolvăm sistemul format din cele două ecuaţii:

0.01y-0.01x = 0.00001
x+y = 0.01
=> x = 0.0045
y = 0.0055

Înmulţim cu 10000 ca să nu mai avem virgule:  x = 45 şi y = 55. Simplificăm prin 5 şi obţinem x = 9 şi y = 11, deci raportul molar x : y = 9 : 11.