Дано:
- молярная концентрация кислоты [HA] = 10^(-5) моль/дм³.
- объем раствора V = 100 см³ = 0,100 дм³ (переводим из см³ в дм³).
Найти:
- число ионов водорода n(H+) и рН этого раствора.
Решение:
1. Сначала найдем количество молей кислоты в растворе:
n(HA) = [HA] * V = 10^(-5) моль/дм³ * 0,100 дм³ = 1,00 * 10^(-6) моль.
2. Поскольку кислота является сильной, она полностью диссоциирует:
HA → H+ + A-.
Это значит, что на каждый моль кислоты образуется 1 моль ионов водорода.
3. Следовательно, количество ионов водорода будет равно количеству молей кислоты:
n(H+) = n(HA) = 1,00 * 10^(-6) моль.
4. Теперь найдем число ионов водорода в молях:
Число ионов водорода = n(H+) * число Авогадро (Na ≈ 6,022 * 10^23 ионов/моль):
Число ионов водорода = 1,00 * 10^(-6) моль * 6,022 * 10^23 ионов/моль ≈ 6,022 * 10^17 ионов.
5. Теперь рассчитаем pH раствора:
pH = -log[H+].
6. Подставим значение [H+]:
pH = -log(1,00 * 10^(-5)).
log(1,00 * 10^(-5)) = -5, поэтому pH = 5.
Ответ:
Число ионов водорода в растворе составляет примерно 6,022 * 10^17 ионов, а pH этого раствора равен 5.