How to calculate the molarity and pH of the resulting solution obtained by diluting 1 liter of a 2 M nitric acid

Для решения этой задачи, мы сначала должны вычислить молярность и pH раствора, полученного путем разбавления 1 литра 2-мольного раствора серной кислоты водой до общего объема 20 литров.

Для вычисления молярности в итоговом растворе, воспользуемся формулой разбавления:

\[C_1V_1 = C_2V_2\]

где \(C_1\) и \(V_1\) - начальная концентрация и объем исходного раствора, а \(C_2\) и \(V_2\) - итоговая концентрация и объем разбавленного раствора соответственно.

В данном случае, начальная концентрация (\(C_1\)) равна 2 M, а объем (\(V_1\)) равен 1 литру. Итоговый объем (\(V_2\)) равен 20 литрам, так как исходный раствор разведен до этого объема. Итоговая концентрация (\(C_2\)) является неизвестным значением, которое мы должны найти.

Подставляя известные значения в формулу разбавления, получаем:

\[2 \, \text{M} \times 1 \, \text{л} = C_2 \times 20 \, \text{л}\]

Решая уравнение, получаем:

\[C_2 = \frac{{2 \, \text{M} \times 1 \, \text{л}}}{{20 \, \text{л}}} = 0.1 \, \text{M}\]

Таким образом, концентрация итогового раствора равна 0.1 M.

Чтобы вычислить pH раствора, воспользуемся соотношением pH и концентрации гидрооксид-ионов (\(OH-\)):

\[pOH = -\log[OH-]\]

\[pH = 14 - pOH\]

Обычно для простых разведений растворов, pH остается неизменным, поскольку вода не влияет на концентрацию ионов водорода (\(H+\)) и гидроксид-ионов (\(OH-\)). Поэтому можно сказать, что pH будет тем же, что и у исходного раствора серной кислоты, равным 0.

Таким образом, после разбавления раствора серной кислоты, мы получим итоговый раствор с молярностью 0.1 M и pH равным 0.