马自达
回答者
回答于 2025-04-17
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
