Чтобы определить pH раствора, полученного при смешении 5%-ной H₂SO₄ и 4%-ного NaOH, необходимо выполнить несколько шагов:
- Определение количества вещества H₂SO₄:
- 5%-ная H₂SO₄ означает, что в 100 г раствора содержится 5 г H₂SO₄.
- В 1960 г раствора H₂SO₄ содержится:
(1960 г * 5 г) / 100 г = 98 г H₂SO₄.
- Теперь найдем количество молей H₂SO₄:
n(H₂SO₄) = 98 г / 98 г/моль = 1 моль.
- Определение количества вещества NaOH:
- 4%-ный NaOH означает, что в 100 г раствора содержится 4 г NaOH.
- В 2040 г раствора NaOH содержится:
(2040 г * 4 г) / 100 г = 81.6 г NaOH.
- Теперь найдем количество молей NaOH:
n(NaOH) = 81.6 г / 40 г/моль = 2.04 моль.
- Реакция между H₂SO₄ и NaOH:
- Реакция происходит по уравнению:
H₂SO₄ + 2 NaOH → Na₂SO₄ + 2 H₂O.
- Из уравнения видно, что 1 моль H₂SO₄ реагирует с 2 молями NaOH.
- У нас есть 1 моль H₂SO₄ и 2.04 моль NaOH. Поскольку H₂SO₄ будет полностью реагировать, останется 0.04 моль NaOH.
- Определение концентрации оставшегося NaOH:
- Общий объем раствора после смешивания:
1960 г + 2040 г = 4000 г (приблизительно 4000 мл, если плотность 1 г/мл).
- Концентрация оставшегося NaOH:
0.04 моль / 4 л = 0.01 моль/л.
- Определение pOH и pH раствора:
- pOH = -log(0.01) = 2.
- pH = 14 - pOH = 14 - 2 = 12.
Итак, pH полученного раствора составляет 12. Правильный ответ: C) 12.