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酢酸イオンだけ水素イオンとくっついて、なんでナトリウムイオンと水酸化物イオンはくっつかないのでしょうか?

「酢酸イオンだけ水素イオンとくっついて、な」の質問画像

A 回答 (4件)

あ、何でナトリウムイオンと水酸化物イオンはくっつかないのでしたね。


酢酸ナトリウムは完全にイオン化します。
水の中で、電離している水素イオンと水酸化物イオンはごく一部です。
電離した酢酸イオンは、その大部分が水の水素イオンと結合しますが、ごく一部が、酢酸の酸解離定数に見合った形で残存します。
この酢酸との結合に使われる水素イオンと水の中で電離する水素イオンに合わせて水酸化物イオン一部も電離します。
ナトリウムイオンはNo.3にも示したように大変イオンになりやすい金属ですので、陰イオンとして電離した形です。
仮に、ナトリウムイオンと水酸化映イオンが結合するとしても水酸化ナトリウムは大変強い塩基ですので、完全に電離して
結合した状態ではほとんど存在しえません(水中において)。
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ナトリウムはイオン化傾向が大変高く水中でイオンになりやすい金属です。

従って、酢酸ナトリウムを水に入れるとNaイオンが陽イオンとして電離し、酢酸イオンは陰イオンとして電離します。水はごく一部が電離し、水素イオン(陽イオン)と水酸化物イオン(陰イオン)に別れませが、この内、陰イオンである酢酸イオンと水素イオン(陽イオン)は共有結合を作って安定化します。酢酸イオンと水酸化物イオンは、ともに陰イオンだから、電子同士の反発で結合できません。
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よく読んで下さい。

「水溶液中では」と書いてあります。固体の水酸化ナトリウムではナトリウムイオンと水酸化物イオンはきれいな結晶を作っています。
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りたいという問いにちゃんと計算して応えることの出来ない人がこうも
多いんだろうね? 迷惑だよ。

 私が所望の計算を致します。他の方々のコメントがなくても済むよう
にお答えしますね。必要な知識は、高校の化学の教科書や参考書にある
平衡定数の考え方です。
 炭酸ナトリウム水溶液の濃度が仮に 0.1 mol/L(=10.6 g/L)である
として、その pH を計算してみます。考え方は、参考 URL にある「酢酸
ナトリウム水溶液の加水分解」と同じです。

 炭酸は2段階電離をしますが、その第2段階の電離定数を Ka、水のイ
オン積を Kw、炭酸水素イオンの電離の逆反応の平衡定数を K とします。
簡単な計算から、K = Kw/Ka であることが分かります。
 水溶液中で、炭酸ナトリウムはほぼ完全に電離し、生じた炭酸イオン
の一部が炭酸水素イオンに戻ろうとしますが、その割合を x とし、便宜
上 C = 0.1 (mol/L) と置くと、x が 1 より充分小さいという近似の下
で x = √(C/K) となります。
 水酸化物イオン濃度 [OH^-] の値が [OH^-] = Cx 、水素イオン濃度
[H^+] が [H^+] = Kw/[OH^-] ですから、以上を用いて
[H^+] = √(Ka・Kw/C)
...となります。さて、pH は常用対数 log を用いて
pH = log(1/[H^+])
と定義されますから、あとは数値を放り込んで計算するだけです。
 代入すべき数値は、
Ka = 4.7×10^{-11} (mol/L) ;炭酸の第2段階電離定数
Kw = 1.0×10^{-14} (mol^2/L^2) ;水のイオン積
...と上記の C = 0.1 (mol/L) です。これらを用いて、求める値は
pH = -1/2・log(Ka・Kw/C) = 11.7(有効数字3桁)
です。常温(25℃)での中性だと pH = 7.0 、人間の体液における
値の典型値が pH = 7.4 だから、かなり強い塩基性ですね。
 濃度を C = 0.001 mol/L(上記の 1/100)にすると、pH = 10.7
くらいになります。

 参考までに、白馬八方温泉の温泉水の値で、pH = 11.3 くらいだそう
です。かなり強いアルカリ性の温泉も存在します。
http://www.goryukan.jp/spa/index.html
 入浴剤として使う場合の注意としては、強アルカリ性の温泉に入浴す
るときの注意点と同じです。当該の温泉地に問い合わせてみては如何で
しょうか?

参考URL:http://www2.yamamura.ac.jp/chemistry/chapter3/lecture5/lect3052.html

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