Водородный показатель раствора равен 5. Вычислите концентрации ионов водорода и гидроксид-ионов в этом растворе.

Дано:

• Водородный показатель раствора: pH = 5.

• Температура раствора: 25 °C (предполагаем стандартные условия).

Найти:

• Концентрацию ионов водорода $[H^+]$.

• Концентрацию гидроксид-ионов $[OH^-]$.

Решение

1. Вычислим концентрацию ионов водорода $[H^+]$.

Водородный показатель (pH) определяется по формуле:

Отсюда концентрация ионов водорода равна:

Подставляем известное значение pH = 5:

Таким образом, концентрация ионов водорода составляет:

2. Вычислим концентрацию гидроксид-ионов $[OH^-]$.

При температуре 25 °C ионное произведение воды равно:

Выразим концентрацию гидроксид-ионов:

Подставим найденную концентрацию ионов водорода:

Следовательно:

Ответ

Концентрации ионов в растворе составляют:

• Ионы водорода: $[H^+]=10^{-5}$ моль/л.

• Гидроксид-ионы: $[OH^-]=10^{-9}$ моль/л.

Вывод: поскольку pH = 5 < 7, раствор имеет кислую среду. Концентрация ионов водорода в нём в 10 000 раз больше концентрации гидроксид-ионов.