Вычислите концентрации [H+], [OH-] и молярную концентрацию серной кислоты в растворе с pH, равным

Ответы на вопрос

Отвечает Старичёнок Мария.

pH = 1,4 означает, что в растворе задана концентрация ионов водорода:

\mathrm{pH}=-\log[H^+]\quad \Rightarrow \quad [H^+]=10^{-\mathrm{pH}}=10^{-1.4}

[H^+] = 10^{-1.4} \approx 3{,}98\cdot 10^{-2}\ \text{моль/л}

Ответ:

[H^+] \approx 3{,}98\cdot 10^{-2}\ \text{М}

Используем ионное произведение воды (при 25 °C):

K_w=[H^+][OH^-]=1{,}0\cdot 10^{-14}

[OH^-]=\frac{K_w}{[H^+]}=\frac{1{,}0\cdot 10^{-14}}{3{,}98\cdot 10^{-2}} \approx 2{,}51\cdot 10^{-13}\ \text{моль/л}

Ответ:

[OH^-]\approx 2{,}51\cdot 10^{-13}\ \text{М}

Серная кислота — двухосновная:

\mathrm{H_2SO_4 \rightarrow H^+ + HSO_4^-}

\mathrm{HSO_4^- \rightleftharpoons H^+ + SO_4^{2-}},\qquad K_{a2}\approx 1{,}2\cdot 10^{-2}

Обозначим исходную концентрацию кислоты как $C$ . После 1-й ступени:

[H^+] \approx C

Но из-за 2-й ступени добавится ещё $x$ моль/л ионов $H^+$ :

[H^+] = C + x

При этом:

[SO_4^{2-}] = x,\quad [HSO_4^-]=C-x

Условие равновесия 2-й ступени:

K_{a2}=\frac{[H^+][SO_4^{2-}]}{[HSO_4^-]}=\frac{(C+x)\,x}{C-x}

Так как нам известна $[H^+]=h$ , где

h=10^{-1.4}\approx 0{,}03981

то $h=C+x \Rightarrow C=h-x$ . Подставляя в выражение для $K_{a2}$ , получаем:

K_{a2}=\frac{h\,x}{h-2x}

Отсюда:

x=\frac{K_{a2}\,h}{h+2K_{a2}}

Вычислите концентрации [H+], [OH-] и молярную концентрацию серной кислоты в растворе с pH, равным 1,4.