Серная кислота (H₂SO₄) является сильной кислотой и полностью диссоциирует в водном растворе на ионы H⁺ и SO₄²⁻. Однако серная кислота также является двухосновной кислотой, что означает, что каждая молекула кислоты может отдать два протона (H⁺).
Шаг 1: Расчет концентрации ионов водорода (H⁺)
Когда 0,1 моль/л серной кислоты диссоциирует, она образует 0,2 моль/л ионов H⁺ и 0,1 моль/л ионов SO₄²⁻. Это потому, что каждая молекула H₂SO₄ отдает два иона H⁺. Таким образом, концентрация ионов H⁺ в растворе удваивается по отношению к начальной концентрации H₂SO₄.
Шаг 2: Расчет pH
pH раствора можно рассчитать по формуле:
[ \text{pH} = -\log[\text{H}⁺] ]
где ([\text{H}⁺]) – концентрация ионов водорода в моль/л. Подставляя найденную концентрацию ионов H⁺ (0,2 М), получаем:
[ \text{pH} = -\log[0.2] ]
[ \text{pH} \approx -\log[0.2] \approx 0.7 ]
Таким образом, pH 0,1М раствора серной кислоты составляет приблизительно 0,7. Это указывает на то, что раствор очень кислый, что ожидаемо для сильной кислоты, такой как серная кислота.