Для решения данной задачи, мы должны использовать следующую формулу:
Массовая концентрация = масса растворённого вещества / объём раствора
В нашем случае у нас уже есть объем раствора (36 л), поэтому нам нужно найти массу серной кислоты, растворенной в этом объеме.
Сначала найдем массу серной кислоты, растворенной в 4 л 0,49% растворе. Для этого используем следующую формулу:
Масса = массовая концентрация * объем раствора
Масса = 0,49% * 4 л = (0,49 / 100) * 4 л = 0,0196 кг
Теперь, найдем массу серной кислоты, растворенной в 36 л растворе. Для этого пропорционально увеличиваем массу, найденную для 4 л:
Масса = (0,0196 кг / 4 л) * 36 л = 0,176 кг
Таким образом, в 36 л растворе содержится 0,176 кг серной кислоты.
Найдем количество вещества серной кислоты в молях с помощью формулы:
Количество вещества = масса вещества / молярная масса
Молярная масса серной кислоты (H2SO4) = 2 * (1,01 г/моль за водород) + 32,06 г/моль (за серу) + 4 * (16,00 г/моль за кислород) = 98,08 г/моль
Количество вещества = 0,176 кг / 98,08 г/моль = 0,00179 моль
Так как реакция гидролиза серной кислоты с водой происходит по следующему уравнению:
H2SO4 + 2H2O -> 2H3O+ + SO4(2-)
Мы видим, что одна молекула серной кислоты соответствует 2 молекулам ионов гидроксидных групп (OH-), поэтому количество ионов гидроксида вычисляем, умножая количество вещества серной кислоты на 2:
Массовая концентрация = масса растворённого вещества / объём раствора
В нашем случае у нас уже есть объем раствора (36 л), поэтому нам нужно найти массу серной кислоты, растворенной в этом объеме.
Сначала найдем массу серной кислоты, растворенной в 4 л 0,49% растворе. Для этого используем следующую формулу:
Масса = массовая концентрация * объем раствора
Масса = 0,49% * 4 л = (0,49 / 100) * 4 л = 0,0196 кг
Теперь, найдем массу серной кислоты, растворенной в 36 л растворе. Для этого пропорционально увеличиваем массу, найденную для 4 л:
Масса = (0,0196 кг / 4 л) * 36 л = 0,176 кг
Таким образом, в 36 л растворе содержится 0,176 кг серной кислоты.
Найдем количество вещества серной кислоты в молях с помощью формулы:
Количество вещества = масса вещества / молярная масса
Молярная масса серной кислоты (H2SO4) = 2 * (1,01 г/моль за водород) + 32,06 г/моль (за серу) + 4 * (16,00 г/моль за кислород) = 98,08 г/моль
Количество вещества = 0,176 кг / 98,08 г/моль = 0,00179 моль
Так как реакция гидролиза серной кислоты с водой происходит по следующему уравнению:
H2SO4 + 2H2O -> 2H3O+ + SO4(2-)
Мы видим, что одна молекула серной кислоты соответствует 2 молекулам ионов гидроксидных групп (OH-), поэтому количество ионов гидроксида вычисляем, умножая количество вещества серной кислоты на 2:
Количество ионов OH- = 0,00179 моль * 2 = 0,00358 моль
Наконец, найдем p(OH):
p(OH) = -log10([OH-])
Где [OH-] - концентрация ионов гидроксида.
[OH-] = количество ионов OH- / объем раствора
Объем раствора = 36 л
[OH-] = 0,00358 моль / 36 л = 9,94 * 10^(-5) М
Теперь, вычислим p(OH):
p(OH) = -log10(9,94 * 10^(-5)) = 4
Ответ: D) 4