有3000立方米PH=8.5的水,现在我要加98%的浓硫酸调节PH到6.5,需要加多少浓硫酸,怎么计算?

Question

有3000立方米PH=8.5的水,现在我要加98%的浓硫酸调节PH到6.5,需要加多少浓硫酸,怎么计算?

Answer 1

pH的定义是溶液中氢离子浓度的的自然对数的相反数
就是pH=-lg[H+]
pH=8.5的时候,[H+]=10^-8.5=3.16*10^-9mol/L
pH=6.5的时候,[H+]=10^-6.5=3.16*10^-7mol/L
在pH=8.5的时候,碱性比较强,水电离出的OH-,H+相比溶液中的OH-可以忽略不计
因为在水溶液中总有[H+][OH-]=10^-14
所以在pH=8.5的时候溶液中,碱电离出的[OH-]=3.16*10^-6mol/L
在pH=6.5的水溶液中,因为酸性比较弱,已经接近中性,所以这个时候要考虑水的电离,假设由水电离出的[H+]=[OH-]=x
那么3.16*10^-7*x=10^-14
可以得到x=3.16*10^-8mol/L,也就是这个时候由水电离的[H+]=3.16*10^-8mol/L
那么真正由酸电离出来的[H+]=3.16*10^-7-3.16*10^-8mol/L=2.84*10^-7mol/L
1molH+可以中和1molOH-,原来溶液中[OH-]=3.16*10^-6mol/L
所以首先需要3.16*10^-6mol/L的H+,这个时候pH=7
然后又因为pH=6.5比pH=7多出了[H+]=2.84*10^-7mol/L
一共需要加入[H+]=3.16*10^-6+2.84*10^-7=3.44*10^-6mol/L
因为你的水是3000m3
也就是3*10^6L
可以算出,只H+3.44*10^-6mol/L*3*10^6L=10.32mol
因为1mol硫酸可以提供2mol的H+
所以需要硫酸5.16mol
也就是纯硫酸质量是5.16*98=505.68g
一般浓硫酸是98%的硫酸溶液,如果使用硫酸的话就需要
505.68g/98%=516g
补充:浓硫酸的密度是1.84g/cm3
如果你需要体积可以根据这个换算
还有,我这里的计算结果是忽略了浓硫酸的体积的影响而得出的