No.1ベストアンサー
- 回答日時:
いまサリチル酸をHA(Hは水素)とすると、解離の平衡式は以下のようになります。
HA → H+ + A- (矢印は両矢印です)
よってサリチル酸の酸解離定数Kaは以下の式で表されます。
Ka = [H+][A-]/[HA] (1)
[H+]:水素イオン濃度
[A-]:解離型の濃度
[HA]:非解離型の濃度
pKaというのは解離定数Kaの負の対数値、pHというのは水素イオン濃度の負の対数値ですので
pKa = -logKa (2)
pH = -log[H+] (3)
(2)と(3)の式を使いたいので(1)式の両辺の対数をとると、
logKa = log[H+][A-]/[HA]
右辺を変形して
logKa = log[H+] + log[A-]/[HA]
この式に(2)と(3)を代入すると
-pKa = -pH + log[A-]/[HA]
問題文の値(pKa = 3, pH = 2)を代入して
-3 = -2 + log[A-]/[HA]
整理してlogをはずすと
log[A-]/[HA] = -1
[A-]/[HA] = 0.1 (4)
解離型の濃度と非解離型の濃度を足すと100%でしょうから
[HA] + [A-] = 100 (5)
(4)式と(5)式から求めたい非解離型の濃度[HA]は
[HA] = 90.9090...
でおよそ91%になります。
pHが3のときも同様にしてとくと
[A-]/[HA] = 1
これに(5)式を代入して
[HA] = 50
すなわち非解離型の濃度50%となります。
以上解いてみたら解けたので回答してみましたが、こういう問題を解くのは久しぶりなので、この解き方があっているかどうかは分かりません。一応答えは導けますよ程度に考えていただけたら幸いです。
No.2
- 回答日時:
No.1のご回答にありますように、pKaあるいはKaの定義(式(1)および(2))を使って解くのが正解でしょう。
ということで、考え方としてはNo.1のご回答が正しいと思いますが、(5)の式以降は正しくないと思います。
(5)式は、[HA] + [A-]が100(mol/l)の意味になってしまいます。ただ、この合計が100%であるという考え方は正しいです。単に、表現方法の問題と言えなくもないですが、数値の「単位」が軽視されているように思います。これを軽視すると思わぬところでのミスの原因になります。
なお、 No.1のご回答の結果の数値や、計算自体は正しいと思います。念のため。
結論は(4)の式から直接導けばよいのではないでしょうか。
この回答へのお礼
お礼日時:2005/08/21 16:38
最後のところは比を使って[A-]:[HA]=1:10として
解離型と非解離型の合計が100%になることを使えば
よいですね。ご回答ありがとうございました。
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