Рассчитайте рН водного раствора, содержащего 2,50% (по массе) НСl (плотность 1,012 г/мл).

Чтобы рассчитать рН водного раствора с содержанием 2,50% (по массе) HCl, мы будем использовать формулы, связанные с концентрацией и pH.

Шаг 1: Определение молярной массы HCl
Первым шагом нам нужно определить молярную массу HCl, чтобы преобразовать процентное содержание в граммах в молярность. Молярная масса HCl равна сумме атомных масс водорода (H) и хлора (Cl), что равно 1,007 г/моль + 35,453 г/моль = 36,460 г/моль.

Шаг 2: Перевод процентного содержания в граммы
Для расчета количества HCl в граммах в 2,50% (по массе) растворе мы умножаем процентное содержание на массу общего раствора. Масса общего раствора можно найти, умножив плотность раствора на его объем.

Для примера, предположим, что у нас есть 100 г раствора. Тогда масса HCl в граммах будет равна 2,50 г (масса общего раствора) * 0,025 (2,50% в десятичной форме) = 2,5 г.

Шаг 3: Перевод граммов HCl в моли
Теперь мы можем преобразовать граммы HCl в моли, используя молярную массу HCl. Масса HCl в молях равна граммовому количеству, деленному на молярную массу HCl.
В нашем примере масса HCl в молях будет равна 2,5 г / 36,460 г/моль = 0,06856 моль.

Шаг 4: Рассчет концентрации HCl водного раствора
Для раствора HCl концентрация выражается в молях на литр (M). Чтобы рассчитать концентрацию HCl в растворе, мы делим количество молей на объем раствора в литрах. Для нашего примера предположим, что у нас есть 100 мл раствора (или 0,1 л). Тогда концентрация HCl в растворе будет равна 0,06856 моль / 0,1 л = 0,6856 М.

Шаг 5: Рассчёт рН раствора HCl
РН раствора HCl можно рассчитать, используя формулу:
pH = -log [H+], где [H+] - концентрация ионов водорода в растворе.
Cредоточимся на растворе HCl. Т.к. нам дано количество HCl в молях, можно сказать, что количество ионов водорода в растворе также равно 0,06856 моль.

Подставляем значение в формулу pH = -log [0,06856], и решаем уравнение. В результате получается pH = 1,16.

Заключение: Раствор HCl с концентрацией 2,50% (по массе) имеет рН 1,16.

Ученик, подобным образом можно рассчитывать рН различных растворов, если известна их концентрация и соответствующие формулы, используя химические законы и формулы.