Нахождение pH раствора серной кислоты

Вычислить pH раствора, если к 3 литрам воды прибавили 2 миллилитра 96-процентной серной кислоты (H2SO4), плотность которой 1,84 г/см3.

Решение задачи

Запишем уравнение диссоциации серной кислоты:

уравнение диссоциации серной кислоты

Вычислим массу 2 мл 96-процентного раствора серной кислоты (H2SO4) по формуле:

формула нахождения массы раствора через объемПолучаем:

m (р-ра H2SO4) = 1,84 г/см3 ∙ 2 см3 = 3,68 (г).

Найдем, сколько в растворе содержится серной кислоты (H2SO4) (в г). Для расчета будем использовать формулу нахождения массовой доли растворенного вещества в растворе:

формула нахождения массовой доли растворенного вещества в растворе

Массовая доля растворенного вещества в растворе – это отношение массы растворенного вещества к массе раствора. Выражается в долях единицы или в %. Следует отметить, что массовая доля растворенного вещества в растворе, выраженная в %, называется процентной концентрацией раствора.

Откуда выразим массу вещества:

формула нахождения массы вещества в растворе

Получаем:

Если раствор 96-процентный, то массовая доля серной кислоты (H2SO4)в нем 0,96.

Учитывая, что молярная масса серной кислоты (H2SO4) равна 98 г/моль, рассчитаем химическое количество серной кислоты (H2SO4) в растворе, используя формулу, которая устанавливает связь между химическим количеством вещества и массой:

формула нахождения химического количества вещеста через массу

Получаем:

Учитывая, что объем раствора после добавления к воде серной кислоты (H2SO4) равен 3,002 л (3 л + 0,002 л), найдем молярную концентрацию раствора серной кислоты (H2SO4) по формуле:

формула нахождения молярной концентрации раствора

Молярная концентрация показывает количество растворенного вещества (моль), содержащегося в 1 л раствора.

Получаем:

По уравнению диссоциации вычислим, сколько моль ионов водорода (H+)образуется при полной диссоциации 0,012  моль раствора серной кислоты (H2SO4):

при диссоциации 1  моль H2SO4 образуется 2 моль  ионов H+

при диссоциации 0,012  моль H2SO4 образуется  моль ионов H+

Откуда:

Следовательно, концентрация ионов водорода ([H+]) равна 0,024 моль.

Вычислим pH раствора серной кислоты (H2SO4):

формула нахождения водородного показателя

Ответ: pH = 1,62.

Похожие задачи по химии

Комментариев: 6

  1. noname пишет:

    у вас всё красиво получилось потому что дано было ооочень много кислоты, а представьте, что её было не 1.2*10^-2 моль/л, для которой такое приближение более менее работает, а скажем 5*10^-8 (10^-7 H+) и вот в таком случае вы получите -lg(10^-7)=7, то есть по вашей логике среда нейтральная, хотя на деле она кислая :)

    • Ольга пишет:

      Спасибо за комментарий! Задача решена верно, исходя из условия

    • Игорь М пишет:

      В связи с первым комментарием у меня возникла мысль, что под знак логарифма необходимо ввести и количество ионов водорода (H+) воды, так как их общее число мы определяем в растворе. Тогда не возникнет казуса с добавлением очень малого количества серной кислоты в раствор и PH всегда будет меньше 7. Химию я изучал очень много лет назад в школе, на этот сайт зашёл случайно, так что не судите строго, могу ошибаться.

  2. Игорь пишет:

    Огромное спасибо за решение задачи, прямо все разложили по полочкам, очень помогло + понял метод ее решения. Еще раз спасибо!

Оставить комментарий

*