Какова молярная концентрация сульфат-иона в растворе, полученном после смешивания 200 мл 2М раствора серной кислоты

Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать формулу для молярной концентрации (C):

\[ C = \frac{{n}}{{V}} \]

где С - молярная концентрация, n - количество вещества, V - объем раствора.

Сначала нам нужно найти количество вещества сульфат-иона в каждом из растворов. Для этого мы используем формулу:

\[ n = C \cdot V \]

где n - количество вещества, С - молярная концентрация, V - объем раствора.

Для раствора серной кислоты:
\[ n_{H_2SO_4} = C_{H_2SO_4} \cdot V_{H_2SO_4} \]
\[ n_{H_2SO_4} = 2 \,моль/л \cdot 0,2 \,л \]
\[ n_{H_2SO_4} = 0,4 \,моль \]

Для раствора хлорида бария:
\[ n_{BaCl_2} = C_{BaCl_2} \cdot V_{BaCl_2} \]
\[ n_{BaCl_2} = 0,5 \,моль/л \cdot 0,1 \,л \]
\[ n_{BaCl_2} = 0,05 \,моль \]

Теперь нам нужно определить, какая из реакций протекает между серной кислотой и хлоридом бария при смешивании. Уравнения реакций приведены ниже:

\[ H_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4 + 2HCl \]
\[ H_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2HCl \]

Из уравнения видно, что между серной кислотой и хлоридом бария образуется осадок серных солей BaSO₄, и он осаждается из раствора. Это означает, что ионы серы (SO₄²⁻) будут присутствовать в полученном растворе.

Молярное соотношение между серой и барием в реакции 1 к 1, значит количество ионов SO₄²⁻ в полученном растворе будет равно количеству бария в реакции. Таким образом, количество ионов SO₄²⁻ в полученном растворе будет равно \(n_{BaCl_2}\).

Теперь мы можем найти молярную концентрацию сульфат-иона в полученном растворе:

\[ C_{SO_4} = \frac{{n_{BaCl_2}}}{{V_{H_2SO_4} + V_{BaCl_2}}} \]
\[ C_{SO_4} = \frac{{0,05 \,моль}}{{0,2 \,л + 0,1 \,л}} \]
\[ C_{SO_4} = \frac{{0,05 \,моль}}{{0,3 \,л}} \]
\[ C_{SO_4} = 0,1667 \,моль/л \]

Таким образом, молярная концентрация сульфат-иона в полученном растворе составляет 0,1667 моль/л.