Диссоциация фенола в водном растворе:

C6H5OH + H2O ⇌ C6H5O- + H3O+

Kд = [C6H5O-][H3O+]/[C6H5OH]

Так как начальная концентрация фенола 0,1 М, то [C6H5OH] = 0,1 М.

Поскольку начальная концентрация C6H5O- и H3O+ равна 0, то [C6H5O-] = [H3O+] = x (x – концентрация моль/л).

Тогда Kд = x * x / 0,1-x

Kд = 1,3 * 10^-10 (по данным таблицы)

1,3 * 10^-10 = x^2 / 0,1 - x

x^2 = 0,1 1,3 10^-10 - x 1,3 10^-10

x^2 = 1,3 10^-11 - 1,3 10^-10 * x

x^2 + 1,3 10^-10 x – 1,3 * 10^-11 = 0

Решаем квадратное уравнение:

x = (-b ± √(b^2 - 4ac)) / 2a

a = 1, b = 1,3 10^-10, c = -1,3 10^-11

x = (-(1,3 10^-10) ± √((1,3 10^-10)^2 - 4 1 -1,3 * 10^-11)) / 2

x = (-1,3 10^-10 ± √(1,69 10^-20 + 5,2 * 10^-11)) / 2

x = (-1,3 10^-10 ± √(1,69 10^-20 + 5,2 * 10^-11)) / 2

x1 = (-1,3 10^-10 + √(1,69 10^-20 + 5,2 * 10^-11)) / 2

x2 = (-1,3 10^-10 - √(1,69 10^-20 + 5,2 * 10^-11)) / 2

x1 ≈ 5,89 10^-6 М
x2 ≈ -6,89 10^-6 М

Так как концентрация не может быть отрицательной, то получаем, что концентрация H3O+ равна 5,89 * 10^-6 М.

Теперь, чтобы найти pH, используем формулу:

pH = -log[H3O+]

pH = -log(5,89 * 10^-6)

pH ≈ 5,23

Ответ: pH раствора 0,1 М фенола составляет приблизительно 5,23.