已知H2SO4之Ka，則溶液中氫離子濃度是多少M？

Question

已知H2SO4之Ka2為1.3×10－2，將0.20M H2SO4 20mL與0.20M NaOH 30mL混合，則混合液之H＋濃度為若干mol/L？（A）1.3×10－2 （B）2.6×10－2 （C）8.4×10－3 （D）9.2×10－3

Answer 1

　　因硫酸是二質子酸，第一個氫離子是完全解離，而第二個氫離子則是部分解離，所以將0.20M H2SO4 20mL與0.20M NaOH 30mL混合後，所產的氫離子或氫氧離子的莫耳數分別如下：
　　　氫離子的莫耳數＝ 0.2x0.02x2 = 0.008 mol
　　　氫氧離子的莫耳數＝ 0.2x0.03 = 0.006 mol
故氫離子和氫氧離子中和後，仍有 0.002 mol，即 HSO4- 的莫耳數有 0.002 mol，且 SO42- 也有 0.002 mol，其濃度為 0.002/(0.02+0.03) = 0.04 M，其反應式如下：
　　　　　HSO42- ------> H＋ ＋ SO42-
　　　　　0.04-x　　　　x　　0.04-x
　　Ka2 = x(0.04-x)/(0.04-x) = 1.3x10^-2　　　[H＋] = x = 8.4x10^-3 M

Answer 2

H2SO4------>2H+ + SO4^2-
0.2M..............0...................0
需要0.2M的H+來與0.2M的HO-中和
0.1M.............0.2.................0.1
中和後
0.1.................0...................0.1
平衡後
0.1-X............2X............... 0.1+X
2X*(0.1+X)/(0.1-X)=1.3*10^-2
0.1+X及1.0-X可以把X忽略
所以[H+]=2X=1.3*10^-2
答案是A