В случаях очень разбавленных растворов электролитов (порядка моль/л и меньше) нельзя пренебрегать диссоциацией воды.
Из материального баланса следует, что концентрация протонов равна сумме концентраций и , т.е.
.
Концентрация хлорид-ионов равна концентрации HCl, поскольку HCl полностью диссоциирована, т.е. моль/л.
Также мы знаем, что произведение концентраций ионов и равно ионному произведению воды, т.е. при 25°C.
Таким образом, имеем систему:
Из нее следует квадратное уравнение для определения концентрации протонов:
, откуда .
.
В принципе, можно было сразу догадаться, что рН будет практически равен 7 (что вы и сделали) и не заниматься расчетами. Но моей целью было показать алгоритм решения подобных задач.