Qual è il pH di una soluzione in cui # "25.0 mL" # di una soluzione "# 0.100-M" # di # "NaOH" # è stato aggiunto a # "100. ML" # di un # "0.100-M" # # "HCl" # soluzione?

Come sapete, l'idrossido di sodio e l'acido cloridrico si neutralizzano l'un l'altro in a #1:1# rapporto molare come descritto dall'equazione chimica bilanciata

#"NaOH"_ ((aq)) + "HCl"_ ((aq)) -> "NaCl"_ ((aq)) + "H"_ 2"O"_ ((l))#

Ciò significa che a completamento di una neutralizzazione, che si tradurrebbe in a soluzione neutra, cioè una soluzione che ha #"pH" = 7# a temperatura ambiente, richiede uguale numero di moli di idrossido di sodio e acido cloridrico.

Nota che i tuoi due Solutions avere pari molarità, ma che il volume della soluzione di acido cloridrico è

#(100. color(red)(cancel(color(black)("mL"))))/(25.0color(red)(cancel(color(black)("mL")))) = 4#

volte più grande rispetto al volume della soluzione di idrossido di sodio. Ciò implica che il numero di moli di acido cloridrico è #4# volte più grande rispetto al numero di moli di idrossido di sodio.

Ciò significa che dopo che la reazione sarà completa, rimarrai con eccesso acido cloridrico #-># il #"pH"# della soluzione risultante sarà #< 7#.

Ora, il numero di moli di acido cloridrico che lo farà non prendere parte alla reazione è dato da

#overbrace(100. color(red)(cancel(color(black)("mL"))) * "0.100 moles HCl"/(10^3color(red)(cancel(color(black)("mL")))))^(color(blue)("moles of HCl added")) - overbrace(25.0 color(red)(cancel(color(black)("mL"))) * "0.100 moles NaOH"/(10^3color(red)(cancel(color(black)("mL")))))^(color(blue)("moles of NaOH added"))#

# = underbrace(((75 * 0.100)/10^3)color(white)(.)"moles HCl")_(color(blue)("what is not consumed by the reaction"))#

The volume totale della soluzione risultante sarà

#"25.0 mL + 100. mL = 125 mL"#

Come sai, il #"pH"# della soluzione è data da

#"pH" = - log(["H"_3"O"^(+)])#

Poiché l'acido cloridrico è a acido forte che si ionizza in a #1:1# rapporto molare per produrre cationi di idronio, si può dire che sarà la concentrazione di cationi di idronio nella soluzione risultante

#["H"_3"O"^(+)] = (((75 * 0.100)/color(blue)(cancel(color(black)(10^3))))color(white)(.)"moles H"_3"O"^(+))/(125 * color(blue)(cancel(color(black)(10^3)))color(white)(.)"L") = ((75 * 0.100)/125)"mol L"^(-1)#

Questo significa che hai

#"pH" = - log((75 * 0.100)/125) = color(darkgreen)(ul(color(black)(1.222)#

La risposta è arrotondata a tre decimali, il numero di sig fichi hai per i tuoi valori.