No.3ベストアンサー
- 回答日時:
CH3COOH ⇔ CH3COO- + H+
質量作用の法則により
Ka=〔CH3COO-〕×〔H+〕/〔CH3COOH〕
両辺常用対数をとると
logKa =log〔H+〕+ log(〔CH3COO-〕/〔CH3COOH〕)
変形すると
-log〔H+〕=-logKa +log(〔CH3COO-〕/〔CH3COOH〕)
pH = pKa +log(〔CH3COO-〕/〔CH3COOH〕)
pH3.8の0.1Mの酢酸緩衝液を1リットル調製するために、必要な0.1M酢酸水溶液をAリットル、0.1M酢酸ナトリウムを水溶液を(1-A)リットルとする。
0.1M酢酸水溶液をAリットル、0.1M酢酸ナトリウムを水溶液をBリットル混ぜ合わせると体積は1リットルとなる。
酢酸水溶液と酢酸ナトリウム水溶液の混合溶液中の酢酸、酢酸ナトリウムのそれぞれの物質量を求めると、
酢酸の物質量 = 0.1M ×Aリットル =0.1Aモル
酢酸ナトリウムの物質量= 0.1M ×(1-A)リットル
=0.1(1-A)モル
混合溶液(緩衝溶液)の体積は1リットルにより、
酢酸のモル濃度は=0.1A M
酢酸ナトリウムのモル濃度は=0.1(1-A)M
となる。
酢酸のモル濃度=〔CH3COOH〕、酢酸ナトリウムのモル濃度=〔CH3COO-〕と近似できるから
pH = 4.8 + log(0.1(1-A)/0.1A)
となる。今ここでpH3.8に調製したいのだから
3.8 = 4.8 + log(0.1(1-A)/0.1A)
となる。式を変形すると
-1 = log((1-A)/A)
log 0.1 = log((1-A)/A)
0.1 =(1-A)/A
A=0.909リットルとなる。
したがって、0.1M酢酸水溶液を909ml、0.1M酢酸ナトリウム水溶液は91ml加えればよい。
No.2
- 回答日時:
pH=3.8だから水の解離による[H^+]は無視します。
酢酸をx(L)、酢酸ナトリウムをy(L)加えるとすると、
0.1M緩衝溶液だから溶液1L中の酢酸と酢酸イオンの物質量の総和は、
0.1x+0.1y=0.1mol → x+y=1(和は常に1L)
よって、[H^+][CH3COO^-]/[CH3COOH]=[H^+](0.1y+[H^+])/(0.1x-[H^+])=Ka
[H^+]=10^(-3.8)を放り込んで2式から、x=0.911L、y=0.089L
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