Rozwiązanie:

Dane:	Szukane:
$\text{C}{}_{\text{m}}=1,5\mathrm{mol}/\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3$	$\text{pH}=-\log \text{[}\mathrm{H}{}^{+}\text{]}$
$\text{K}=6,5\cdot 10^{-5}$- odczytano z tablic
$\alpha <5\%$

Obliczenia:

 Zapisujemy równanie reakcji dysocjacji kwasu benzoesowego:

$\mathrm{C}{}_6\mathrm{H}{}_5\mathrm{COOH}\stackrel{\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}}{\rightleftarrows }\mathrm{C}{}_6\mathrm{H}{}_5\mathrm{COO}{}^{-}+\mathrm{H}{}^{+}$

Zapisujemy równanie stałej dysocjacji wpisując stężenia substratów w mianowniku, a stężenia produktów w liczniku (nawias kwadratowy oznacza stężenie molowe substancji zapisanej w nim):

$\text{K}=\frac{\left[\mathrm{C}{}_6\mathrm{H}{}_5\mathrm{COO}{}^{-}\right]\left[\mathrm{H}{}^{+}\right]}{\left[\mathrm{C}{}_6\mathrm{H}{}_5\mathrm{COOH}\right]}$

Przez to, że stopień dysocjacji jest mniejszy od 5% to stężenia produktów są znikome oraz równe sobie w stanie równowagi. Z tego względu stężenie substratu można przyrównać do stężenia podanego w zadaniu.

Przy tych założeniach można uprościć równanie stałej dysocjacji:

$\text{K}=\frac{{\left[\mathrm{H}{}^{+}\right]}^2}{{\text{C}}_{\text{m}}}$

Wyliczamy stężenie kationów wodoru mnożąc powyższe równanie przez C_m i pierwiastkując je:

$\left[\mathrm{H}{}^{+}\right]=\sqrt{\text{K}\cdot {\text{C}}_{\text{m}}}$

$\left[\mathrm{H}{}^{+}\right]=\sqrt{6,5\cdot 10^{-5}\cdot 1,5\mathrm{mol}/\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}=0,01\mathrm{mol}/\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3$

Obliczamy pH roztworu:

 $\text{pH}=-\log \left(0,01\mathrm{mol}/\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3\right)=2$

Odpowiedź: pH wodnego roztworu kwasu benzoesowego o stężeniu 1,5 mol/dm³ wynosi 2.