要計算0.1摩爾每升的Na2S溶液的pH值,可以依據其水解過程進行簡化計算。Na2S在水中會經歷兩步水解:第一步形成HS-離子和OH-,由于第一步的水解程度遠大于第二步,通常只考慮第一步。根據水解平衡,可以利用簡化公式估算OH-的濃度,公式為:
[OH-]=(Kw/Ka2)^(1/2),其中Kw代表水的離子積常數,Ka2是H2S的二級電離常數。將Na2S的濃度0.1摩爾每升和相應的電離常數代入上述公式,可以求出[OH-]的值,然后通過pH=-lg[H+]計算出pH值。
舉個例子,假設Na2S溶液中的OH-濃度為x(忽略第二步水解的影響),則有x/(0.1-x)=1.41,解得x大約為0.094摩爾每升。接著,根據pH=-lg[H+],其中[H+]為水電離出的氫離子濃度,即10^(-14)除以[OH-],即10^(-13)摩爾每升。因此,pH值為13。