Чтобы решить эту задачу, начнем с определения количества вещества NaOH и HCl, участвующих в реакции.
- Нахождение количества вещества HCl:
Концентрация раствора HCl составляет 0,05 моль/л, а объем — 10 мл (0,01 л). Используем формулу для нахождения количества вещества:
[ n(\text{HCl}) = C \cdot V = 0,05 \, \text{моль/л} \times 0,01 \, \text{л} = 0,0005 \, \text{моль}. ]
- Стехиометрия реакции:
Реакция между NaOH и HCl идет по уравнению:
[ \text{NaOH} + \text{HCl} \rightarrow \text{NaCl} + \text{H}_2\text{O}. ]
Из уравнения видно, что соотношение между NaOH и HCl 1:1. Значит, число молей NaOH такое же, как и у HCl:
[ n(\text{NaOH}) = 0,0005 \, \text{моль}. ]
- Нахождение молярной концентрации NaOH:
Объем раствора NaOH составляет 5 мл (0,005 л). Теперь можем найти молярную концентрацию NaOH:
[ C(\text{NaOH}) = \frac{n(\text{NaOH})}{V} = \frac{0,0005 \, \text{моль}}{0,005 \, \text{л}} = 0,1 \, \text{моль/л}. ]
- Нахождение процентной концентрации NaOH:
Для перевода в процентную концентрацию воспользуемся следующей формулой:
[ \text{Процентная концентрация} = \frac{m(\text{вещества})}{m(\text{раствора})} \times 100\%. ]
Сначала находим массу NaOH в растворе. Молярная масса NaOH составляет примерно 40 г/моль. Следовательно, масса NaOH:
[ m(\text{NaOH}) = n \cdot M = 0,0005 \, \text{моль} \times 40 \, \text{г/моль} = 0,02 \, \text{г}. ]
Предположим, что плотность раствора близка к плотности воды и составляет около 1 г/мл. Тогда масса 5 мл раствора:
[ m(\text{раствора}) = 5 \, \text{мл} \times 1 \, \text{г/мл} = 5 \, \text{г}. ]
Теперь можем найти процентную концентрацию:
[ \text{Процентная концентрация} = \frac{0,02 \, \text{г}}{5 \, \text{г}} \times 100\% = 0,4\%. ]
- Нахождение pH раствора NaOH:
Раствор NaOH является щелочным, поэтому для него определим ( \text{pOH} ), а затем найдем pH.
[ \text{pOH} = -\log[OH^-] = -\log[0,1] = 1. ]
Так как ( \text{pH} + \text{pOH} = 14 ), то:
[ \text{pH} = 14 - 1 = 13. ]
Ответ:
- Молярная концентрация NaOH: 0,1 моль/л.
- Процентная концентрация NaOH: 0,4%.
- pH раствора NaOH: 13.