Дано:
- масса H2SO4 = 2,45 г.
- объем раствора V = 0,50 дм³.
Найти:
- молярную концентрацию ионов водорода [H+] в растворе и его pH.
Решение:
1. Сначала найдем количество молей серной кислоты (H2SO4). Для этого используем молярную массу H2SO4.
Молярная масса H2SO4 = (2 * 1) + (32) + (4 * 16) = 98 г/моль.
2. Рассчитаем количество молей:
n(H2SO4) = масса / молярная масса = 2,45 г / 98 г/моль ≈ 0,025 моль.
3. Теперь найдем молярную концентрацию H2SO4 в растворе:
[H2SO4] = n(H2SO4) / V = 0,025 моль / 0,50 дм³ = 0,050 моль/дм³.
4. При диссоциации H2SO4 в воде происходит следующее:
H2SO4 → 2H+ + SO4^2-.
Таким образом, на каждый моль H2SO4 образуется 2 моля ионов водорода.
5. Рассчитаем концентрацию ионов водорода:
[H+] = 2 * [H2SO4] = 2 * 0,050 моль/дм³ = 0,10 моль/дм³.
6. Теперь рассчитаем pH:
pH = -log[H+].
7. Подставим значение [H+]:
pH = -log(0,10).
log(0,10) = -1, поэтому pH = 1.
Ответ:
Молярная концентрация ионов водорода в растворе равна 0,10 моль/дм³, а pH равен 1.