Дано:
- масса серной кислоты (H2SO4) = 12,2 г
- объём воды = 250 см³ = 0,250 л
- плотность раствора = 1,04 г/см³
Найти:
- величину pH приготовленного раствора.
Решение:
1. Рассчитаем количество молей серной кислоты.
Молярная масса H2SO4 = 98 г/моль.
n(H2SO4) = масса / молярная масса = 12,2 г / 98 г/моль ≈ 0,124 моль.
2. Определим общую массу раствора.
Масса воды = объём * плотность = 250 см³ * 1 г/см³ = 250 г.
Масса раствора = масса серной кислоты + масса воды = 12,2 г + 250 г = 262,2 г.
3. Найдём объём раствора в литрах.
V(раствора) = масса раствора / плотность раствора = 262,2 г / 1,04 г/см³ = 252,0 см³ = 0,252 л.
4. Рассчитаем концентрацию ионов водорода [H+]. Серная кислота диссоциирует по следующему уравнению:
H2SO4 → 2H+ + SO4^2–.
При полном диссоциировании 1 моль серной кислоты даёт 2 моля ионов водорода.
Таким образом, количество ионов H+ = 2 * n(H2SO4) = 2 * 0,124 моль = 0,248 моль.
5. Концентрация ионов водорода [H+] в растворе:
[H+] = количество ионов H+ / объём раствора = 0,248 моль / 0,252 л ≈ 0,984 моль/л.
6. Теперь вычислим pH раствора.
pH = -log[H+] = -log(0,984) ≈ 0,006.
Ответ:
Величина pH приготовленного раствора составляет приблизительно 0,006.