Per calcolare il pH di una soluzione di acido solforico (H2SO4) 0,01 M, dobbiamo prendere in considerazione entrambi gli step di dissociazione. L'acido solforico ha due protoni ionizzabili, quindi avrà due costanti di dissociazione acida, rappresentate da pKa1 e pKa2.

La reazione di dissociazione dell'acido solforico può essere espressa come segue:

H2SO4 ⇌ H+ + HSO4- (Primo step di dissociazione con pKa1)
HSO4- ⇌ H+ + SO4^2- (Secondo step di dissociazione con pKa2)

Poiché stiamo trattando una soluzione 0,01 M di acido solforico, all'inizio avremo una concentrazione di H2SO4 di 0,01 M.

Step 1:
Inizialmente, tutta la concentrazione di H2SO4 (0,01 M) si troverà nella forma non ionizzata (H2SO4). Dopo il primo step di dissociazione, una quantità "x" di H2SO4 si dissocierà in H+ e HSO4-.

Quindi avremo:
[H2SO4] rimanente = (0,01 M - x)
[H+] prodotto = x
[HSO4-] prodotto = x

Step 2:
Dopo il secondo step di dissociazione, la specie HSO4- si dissocierà ulteriormente in H+ e SO4^2-.

Quindi avremo:
[HSO4-] rimanente = (0,01 M - x)
[H+] prodotto aggiuntivo = x
[SO4^2-] prodotto = x

Ora, possiamo scrivere le equazioni di equilibrio e le espressioni di Ka per entrambi gli step:

Per il primo step:
Ka1 = [H+][HSO4-] / [H2SO4] = x * x / (0,01 - x)

Per il secondo step:
Ka2 = [H+][SO4^2-] / [HSO4-] = x * x / (0,01 - x)

Poiché le concentrazioni di H+ e SO4^2- a questo punto sono uguali (entrambe sono "x"), possiamo uguagliare le due espressioni di Ka:

x * x / (0,01 - x) = x * x / (0,01 - x)

A questo punto, possiamo semplificare, ottenendo:

1 / (0,01 - x) = 1

Risolvendo per "x", otteniamo:

0,01 - x = 0,01
x = 0

Ora che abbiamo "x", possiamo calcolare il pH:

pH = -log[H+]

Poiché [H+] = x = 0, il pH sarà:

pH = -log(0) = indefinito o negativo infinito

In conclusione, la soluzione di acido solforico 0,01 M è altamente acida, ma la sua concentrazione di ioni H+ è così bassa che il pH non può essere calcolato in modo significativo con questo metodo. La soluzione avrà un pH molto basso, ma tecnicamente indefinito o negativo infinito a causa dell'assenza di ioni H+ in concentrazione significativa.