Дано:
Объем дистиллированной воды = 100 мл = 0.1 л
Объем углекислого газа = 0.224 дм³ = 0.224 л
Найти:
pH полученного раствора
Решение с расчетом:
1. Рассчитаем количество миллимолов углекислого газа, растворившегося в воде:
n(CO2) = V(CO2) / V(H2O) = 0.224 л / 0.1 л = 2.24 моль
2. Уравнение реакции углекислого газа с водой:
CO2 + H2O -> H2CO3
3. Так как углекислый газ реагирует с водой и образует угольную кислоту (H2CO3), то можно записать уравнение реакции диссоциации угольной кислоты:
H2CO3 -> H+ + HCO3-
4. Рассчитаем концентрацию ионов водорода (H+) в растворе:
Так как каждый молекула углекислого газа образует два иона водорода, то количество миллимолов ионов водорода равно удвоенному количеству миллимолов углекислого газа:
n(H+) = 2 * n(CO2) = 2 * 2.24 = 4.48 моль
5. Рассчитаем концентрацию ионов водорода (H+) в растворе:
C(H+) = n(H+) / V(H2O) = 4.48 моль / 0.1 л = 44.8 М
6. Рассчитаем pH раствора по определению pH:
pH = -log[H+]
pH = -log(44.8) ≈ -log(4.48 * 10^1) = -log(4.48) - log(10) ≈ 0.65 - 1 = -0.35
Ответ:
pH полученного раствора примерно равен -0.35.