Дано:
V1 = 10 мл (объем 6% раствора соляной кислоты)
ρ1 = 1,03 г/см³ (плотность 6% раствора соляной кислоты)
w1 = 6% = 0,06 (массовая доля раствора соляной кислоты)
V2 = 10 мл (объем 1% раствора гидроксида бария)
ρ2 = 1,0 г/см³ (плотность 1% раствора гидроксида бария)
w2 = 1% = 0,01 (массовая доля раствора гидроксида бария)
Решение:
Масса кислоты в растворе №1:
m1HCl = V1 ∙ ρ1 ∙ w1 = 10 ∙ 1,03 ∙ 0,06 = 0,0618 г
Масса кислоты в растворе №2:
m2HCl = V2 ∙ ρ2 ∙ w2 = 10 ∙ 1,0 ∙ 0,01 = 0,1 г
Масса кислоты в растворе, полученном при смешивании:
mHCl = m1HCl + m2HCl = 0,0618 + 0,1 = 0,1618 г
Количество кислоты в растворе, полученном при смешивании:
nHCl = mHCl / MHCl = 0,1618 / 36,5 = 0,00443 моль
Объем полученного при смешивании раствора:
V = V1 + V2 = 10 + 10 = 20 мл = 0,020 л
Молярная концентрация кислоты в полученном растворе:
Cн HCl = nHCl / V = 0,00443 / 0,020 = 0,2215 моль/л
Для сильной одноосновной кислоты (хлороводородная кислота) в разбавленном растворе характерна практически 100%-ная диссоциация, поэтому концентрация катионов водорода в полученном растворе равна:
Сн H+ = Cн HCl = 0,2215 моль/л
Отсюда рассчитываем рН полученного раствора:
pH = – lg (Сн H+) = – lg (0,2215) ≈ 0,654
Ответ: pH ≈ 0,654