要將 pH 值為 4 的水調整為 pH 值為 2 的水,需通過添加 **10% 的硫酸** 來增加溶液中的氫離子濃度([H⁺])。以下是具體步驟: --- ### **1. 計算氫離子濃度變化** - **初始狀態**(pH = 4): \[ [H^+]_{\text{初始}} = 10^{-4} \, \text{mol/L} \] - **目標狀態**(pH = 2): \[ [H^+]_{\text{目標}} = 10^{-2} \, \text{mol/L} \] --- ### **2. 確定硫酸的貢獻** 假設 **10% 的硫酸(H₂SO₄)** 密度為 **1.07 g/mL**,其摩爾濃度計算如下: - **質量分數**:10% → 每 100 g 溶液含 10 g H₂SO₄。 - **摩爾數**: \[ n = \frac{10 \, \text{g}}{98.08 \, \text{g/mol}} \approx 0.102 \, \text{mol} \] - **溶液體積**: \[ V = \frac{100 \, \text{g}}{1.07 \, \text{g/mL}} \approx 93.46 \, \text{mL} = 0.09346 \, \text{L} \] - **摩爾濃度**: \[ C_{\text{H₂SO₄}} = \frac{0.102 \, \text{mol}}{0.09346 \, \text{L}} \approx 1.09 \, \text{M} \] - **氫離子貢獻**(H₂SO₄ 完全解離為 2H⁺): \[ [H^+]_{\text{硫酸}} = 2 \times 1.09 \, \text{M} = 2.18 \, \text{M} \] --- ### **3. 計算需添加的硫酸體積** 假設原水體積為 **1 L**,設需添加 **V (L)** 的 10% 硫酸: - **原水中 H⁺ 物質的量**: \[ 1 \, \text{L} \times 10^{-4} \, \text{mol/L} = 10^{-4} \, \text{mol} \] - **硫酸中 H⁺ 物質的量**