a)

Na początku wyznaczmy ile moli wodorotlenku cezu (CsOH) znajduje się w 7,5 mg tego związku:

$M_{\mathrm{CsOH}}=150\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}$

$n=\frac{m}{M}$

$n_{\mathrm{CsOH}}=\frac{0,0075\mathrm{g}}{150\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}}=5\cdot 10^{-5}\mathrm{mol}$

Wiedząc, że roztwór końcowy wodorotlenku cezu miał objętość 500 cm³, obliczmy jego stężenie molowe:

$C_m=\frac{n}{V}$

$C_{m\mathrm{CsOH}}=\frac{5\cdot 10^{-5}\mathrm{mol}}{0,5\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}=1\cdot 10^{-4}\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

Wodorotlenek cezu jest mocną zasadą, zatem w jego roztworze stężenie jonów OH^- będzie identyczne co stężenie roztworu:

$\left[\mathrm{OH}{}^{-}\right]=C_{m\mathrm{CsOH}}=1\cdot 10^{-4}\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

pOH roztworu wynosi:

$\mathrm{pOH}=-\log \left[\mathrm{OH}{}^{-}\right]$
$\mathrm{pOH}=-\log \left(1\cdot 10^{-4}\right)=4$

Korzystając z poniższej zależności, wyznaczymy pH roztworu:

$\mathrm{pH}+\mathrm{pOH}=14$

$\mathrm{pH}=14-4=10$

Odpowiedź. Hipoteza jest fałszywa, ponieważ roztwór wodorotlenku cezu ma pH 10, więc identyczne z pH roztworem amoniaku, co oznacza że za pomocą pH-metru nie można rozróżnić obu roztworów.

b)

W odróżnieniu opisanych roztworów mógłby pomóc zapach, gdyż roztwór wodorotlenku cezu jest bezwonny, natomiast roztwór amoniaku ma charakterystyczny, drażniący zapach.