The Ka of hydrofluoric acid (HF) at 25.0 °C is 6.8 × 10-4. What is the pH of a 0.15 M aqueous solution of HF?用中文回答

氢氟酸（HF）在25.0°C时的离解常数（Ka）为6.8×10^-4。pH可以通过以下公式计算，其中[H+]是氢离子浓度：

\[ pH = -\log_{10}([H+]) \]

对于0.15M的HF溶液，我们可以利用Ka来找到[H+]：

\[ Ka = \frac{[H+][F^-]}{[HF]} \]

由于HF是一元弱酸，我们可以假设[H+] ≈ [F^-]。在这种情况下，[HF] = 0.15 M - [H+]。代入Ka表达式并解出[H+]：

\[ 6.8 \times 10^{-4} = \frac{[H+][H+]}{0.15 - [H+]} \]

解这个方程得到[H+]，然后计算pH。

然而，这通常需要数值方法解决，因为它是非线性的。不过，我们可以近似地认为[H+]很小，使得[H+] ≈ Ka * [HF] / 2，这样可以简化计算：

\[ pH = -\log_{10}(Ka \cdot \frac{[HF]}{2}) \]

对于0.15 M的HF，我们有：

\[ pH \approx -\log_{10}(6.8 \times 10^{-4} \cdot \frac{0.15}{2}) \]

现在我将计算该值。

\[ pH \approx -\log_{10}\left(6.8 \times 10^{-4} \cdot \frac{0.15}{2}\right) \]
\[ pH \approx -\log_{10}(0.00501) \]
\[ pH \approx 2.70 \]

所以，0.15 M的HF溶液的pH约为2.70。[^1]