Чтобы вычислить pH образовавшегося раствора при смешивании равных объемов 0.01 М H₂SO₄ и 0.03 М KOH, необходимо рассмотреть реакцию нейтрализации между кислой и щелочной средами.
Определим количество молей кислоты и основания:
- H₂SO₄ диссоциирует в растворе на 2 иона H⁺ и 1 ион SO₄²⁻. Таким образом, в 1 л 0.01 М H₂SO₄ содержится 0.01 моль H₂SO₄, что дает 0.02 моль H⁺.
- 0.03 М KOH в 1 л содержит 0.03 моль OH⁻.
Сравним количество H⁺ и OH⁻:
- При смешивании равных объемов растворов (например, по 1 л) у нас будет 0.02 моль H⁺ из H₂SO₄ и 0.03 моль OH⁻ из KOH.
- Теперь вычислим, сколько H⁺ и OH⁻ останется после реакции:
- OH⁻ в избытке: 0.03 моль OH⁻ - 0.02 моль H⁺ = 0.01 моль OH⁻.
Определим концентрацию OH⁻ в новом объеме:
- Общий объем полученного раствора = 1 л (H₂SO₄) + 1 л (KOH) = 2 л.
- Концентрация OH⁻ в растворе: \( \frac{0.01 \text{ моль}}{2 \text{ л}} = 0.005 \text{ М} \).
Рассчитываем pOH:
- pOH можно рассчитать по формуле: \( \text{pOH} = -\log[OH⁻] = -\log(0.005) \).
- \( -\log(0.005) \approx 2.3 \).
Находим pH:
- pH и pOH связаны следующим образом: \( \text{pH} + \text{pOH} = 14 \).
- Поэтому: \( \text{pH} = 14 - \text{pOH} \approx 14 - 2.3 = 11.7 \).
Таким образом, pH образовавшегося раствора составляет примерно 11.7.
