Для вычисления рН раствора сероводородной кислоты нам необходимо учитывать ее диссоциацию и концентрацию.
Шаги решения:
1. Найдем молярную массу сероводородной кислоты (H2S). Молярная масса H2S = 2*1 + 32 = 34 г/моль.
2. Вычислим количество вещества сероводородной кислоты в растворе. Для этого надо поделить массу сероводородной кислоты на ее молярную массу:
Масса = плотность * объем = 1,0 г/см * 1000 см3 = 1000 г
Количество вещества = масса / молярная масса = 1000 г / 34 г/моль ≈ 29,41 моль
3. Разделим количество вещества сероводородной кислоты на объем раствора в литрах:
Концентрация = количество вещества / объем = 29,41 моль / 1 л = 29,41 М
4. Учитываем первую ступень диссоциации сероводородной кислоты:
H2S ⇌ H+ + HS-
В начале диссоциации концентрации H+ и HS- равны 0.
После диссоциации H+ и HS- имеют одинаковые концентрации x.
Константа диссоциации для первой ступени: K1 = [H+] [HS-] / [H2S] = x * x / (29,41 – x)
5. Используя молекулярную массу H2S и концентрацию H2S, вычислим количество вещества H2S в растворе:
Количество вещества H2S = Концентрация H2S * объем раствора = 29,41 М * 1 л = 29,41 моль
6. Подставим известные значения в уравнение К1 и решим его:
K1 = x * x / (29,41 – x)
x² = K1 * (29,41 – x)
x² = K1 * 29,41 – K1 * x
x² + K1 * x – K1 * 29,41 = 0
7. Решим квадратное уравнение и найдем концентрацию ионов водорода (H+):
x = (-K1 ± √(K1² + 4 * K1 * 29,41)) / 2
Рассмотрим только положительное значение (так как концентрация не может быть отрицательной):
x ≈ 0,171 М
8. Найдем рН раствора по формуле:
рН = -log[H+]
рН ≈ -log(0,171) ≈ 0,77
Таким образом, рН раствора сероводородной кислоты с концентрацией 0,34% составляет примерно 0,77.
