β-アラニンの滴定曲線を作成してpI・pKaの測定についてなのですが、β-アラニンにNaOHを使ってpH12とした後に
HClを滴定して、pH2にしました。それで、Henderson-Hasselbalchの式を用いてpKa1とpKa2を求めたいのですが、[酸]と[塩]と[塩基]の出し方がイマイチわかりません。
化学は苦手なので、できるだけ詳しく説明していただけるとうれしいです。

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A 回答 (1件)

まず、β-Alaの強酸性下での状態をAH2+とあらわし、強アルカリ下での状態をA-と書きましょう。

pH=pIのときの状態は、AH(中性)となりますね。
ここで、

  AH2+ <-> AH + H+   ・・・(1)

の平衡をKa1、

  AH <-> A- + H+   ・・・(2)

の平衡をKa2と書くと、

それぞれのHenderson-Hasselbalchの式は、



(1) <->  pH=pKa1 + log[AH]/[AH2+] ・・(1’)
(2) <->  pH=pKa2 + log[A-]/[AH]  ・・(2’)

となります(活量は無視しました)。ここまでは良いでしょう?

さて、実際のプロットに対する式としては、このままでは適応できません。
これらを変形します。

(1’) <-> [AH]/[AH2+]=10^(pH-pKa1) ・・(1”)
(2’) <-> [A-]/[AH]=10^(pH-pKa2)  ・・(2”)

また、この両者の式をかけると、

  ([AH]/[AH2+])×([A-]/[AH])=[A-]/[AH2+]
  =10^(2pH-pKa1-pKa2)  ・・・(3)

となります。

さて、biscoさんが得られた滴定曲線は横軸をpHとして、縦軸には何をとっています??

もし、縦軸に[AH2+]を取っているのなら、得られた曲線の線型は


  [AH2+]/([AH2+]+[AH]+[A-])  ・・(*)

に”比例”する事になります(全分子の濃度に対する比率を求めるのです)。
これを、(1”)、(2”)、(3)の式のいずれかあるいはすべてを使って、pKa1、pKa2、pHを用いた式に表すのです。

(*)の分母分子を[AH2+]で、割ると

(*) <-> 1/{1+([AH]/[AH2+])+([A-]/[AH2+])}・・・(*’)

となり、(*’)に(1”)と(3)を代入すると、各pKaとpHとの関数で表せます。[A-]を縦軸にしていても、同様な計算をすれば、プロットに使える式が得られます。
pIは、[A-]=[AH2+]の時、すなわち(3)式が1になるpHのとき(2pH-pKa1-pKa2=0)です。

・・・こんなんでいいでしょうか?
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滴定曲線 PKA」に関するQ&A: 緩衝液の実験

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QpKa、pKbとは

pKa、pKbとは

 pKa、pKbの大きさと、酸・塩基としての強さとの関係が、どうしても覚えられません。どなたか、pKa、pKbの定義から始めて、pKaの値が大きい方が酸として強いのか弱いのか、pKbの値が大きい方が塩基として強いのか弱いのかを、説明してください。ちゃんと整理して理解したいと思います。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

そもそもの定義に基づいて考えればわかるはずなんですけどね。
pKaは酸の強さに関わる値です。pKaの定義を考えれば明らかなように、pKaの値が小さいほど強酸です。
塩基性に関してはpKbを議論するのが本質とは言えますが、習慣的にpKaで議論することが多いです。
ただし、これが混乱の原因でしょうが、pKaで議論する時には塩基性を評価したいものの共役酸のpKaで議論します。共役酸というのは要するにそのものにH+をつけたものです。たとえば、OH-の塩基性を議論する時にはその共役酸であるH2OのpKa値を使いますし、NH3であればNH4+を使うと言った具合です。間違いやすいのがNH3のpKaで議論するのはNH2-の塩基性であると言うことですが、これも共役酸のpKaで議論するという原則を押さえておけば問題はないはずです。そして、「共役酸のpKaが大きいほど強塩基」です。つまり、その物質がH+を奪う力が強い場合に強塩基ということになり、奪う力が強いということは奪った状態(共役酸の状態)が安定でH+を話しにくいということにつながるからです。

まあ、ややこしいのでpKbのことはあまり意識しない方が良いですね。データが充実しているのはpKaの方であり、pKbはpKaから簡単に計算できますから。

そもそもの定義に基づいて考えればわかるはずなんですけどね。
pKaは酸の強さに関わる値です。pKaの定義を考えれば明らかなように、pKaの値が小さいほど強酸です。
塩基性に関してはpKbを議論するのが本質とは言えますが、習慣的にpKaで議論することが多いです。
ただし、これが混乱の原因でしょうが、pKaで議論する時には塩基性を評価したいものの共役酸のpKaで議論します。共役酸というのは要するにそのものにH+をつけたものです。たとえば、OH-の塩基性を議論する時にはその共役酸であるH2OのpKa値を使いますし...続きを読む

Q1.25[mol/L]HClのpH?

何度も質問ばかりですいません。
突然友達に以下の問題を教えてくれと頼まれたのですが、ぶっちゃけ分かりません(爆) 

問;1.25(mol/L)のHClのpHはいくらか?

以下、僕の回答です。
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Aベストアンサー

どうして絶対におかしいと思ってるのかな?
pHは0から14までの値になるって思ってるのかな?
そんなことないですよ。
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だから貴方の出した値で正しいです。

Q酸性度(pKa値)と分子構造について

酸性度(pKa値)と分子構造との関係には何かありますか?

自分が調べた中では、【()内は酸性度】
 アセチレン(pKa=25)
 2,2,2-トリフルオロエタノール(pKa=12.4)
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 硝酸(pKa=-1.3)
などは酸性度が低かったです。

『こういう構造だと酸性度が高い。』などあるのでしょうか?

Aベストアンサー

まず、メタンのpKa値が違います。おそらく、49程度のはずです。
また、酸性度が高いとか低いといういい方も少々曖昧であると思います。pKa値が小さいほど、強酸であるということは認識していますよね?
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Aベストアンサー

アラニンの双性イオンを「HA」で表します。
するとプロトンが1つ付加した「H2A^+」は次のような2段階の解離をします。


H2A^+ ⇔ H^+ + HA ;-COOHの解離
HA ⇔ H^+ + A^- ;-NH3^+の解離

[H^+][HA]/[H2A^+]=K1
[H^+][A^-]/[HA]=K2


とりあえず濃度を0.1M程度として、「H2A^+」をNaOHで滴定した場合を考えてみます。


ある本によると「pKa>8であるような弱酸を強塩基で滴定した場合には殆どジャンプしない」らしいです。


H2A^+ + OH^- ⇔ HA + H2O

開始時のpH≒1.7で、pK1が2.3と小さく比較的強い酸だから、
ほぼ水平に緩やかに上昇していくものと予想されます。
つまり開始直後には殆ど「ジャンプ」しません。


第1当量点では「HA」が生じますが、濃度にはあまり影響を受けずに pH≒(pK1+pK2)/2=6 程度になります。

pKaから察すると、此ではpHジャンプをすると予想されます。(pK1<8、pK2>6)


HA + OH^- ⇔ A^- + H2O

第2当量点では pK2>8 だからジャンプしないと思われます。pH≒11付近でしょうか。

此を参考に概形を描けば「HA」をHClやNaOHで滴定した場合の形状が予想できるかと存じます。

また此結果からどちらに対してもジャンプはしないと予想されるので、
指示薬による「HA」の滴定は困難な気がします。



-COOHが解離した状態は、「HA」と「A^-」だからその存在比は溶液の[H^+]を用いて、

(K1[H^+]+K1K2)/([H^+]^2+K1[H^+]+K1K2)

と表せます。


pH=3なら約83%でしょうか。

アラニンの双性イオンを「HA」で表します。
するとプロトンが1つ付加した「H2A^+」は次のような2段階の解離をします。


H2A^+ ⇔ H^+ + HA ;-COOHの解離
HA ⇔ H^+ + A^- ;-NH3^+の解離

[H^+][HA]/[H2A^+]=K1
[H^+][A^-]/[HA]=K2


とりあえず濃度を0.1M程度として、「H2A^+」をNaOHで滴定した場合を考えてみます。


ある本によると「pKa>8であるような弱酸を強塩基で滴定した場合には殆どジャンプしない」らしいです。


H2A^+ + OH^- ⇔ HA + H2O

開始時のpH≒1.7で、pK1が2.3と小さく比...続きを読む

Qpkaの文献値

いろいろ調べたのですが、エチレンジアミン2過塩素酸塩のpKa1、pKa2と、BCP(ブロモクレゾールパープル)のpKaの文献値が載っていません。どなたか教えていただけないでしょうか。

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>エチレンジアミン2過塩素酸塩のpKa1、pKa2↓
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H2N-(CH2)-NH3^+はpKa=10.71
http://www.inchem.org/documents/sids/sids/Ethylenediamine.pdf
カウンターアニオンが何でも同じです。(pKa1と2が逆だったら御免なさい)

>BCP(ブロモクレゾールパープル)のpKa
これかな、↓pKa=6.3 (Fig.9A)
http://faculty.washington.edu/yagerp/microfluidicstutorial/transverseief/transverseief.htm

QCH3COOHとNaOHの中和滴定について質問です。 NaOHをビュレットからフラスコに入っているC

CH3COOHとNaOHの中和滴定について質問です。
NaOHをビュレットからフラスコに入っているCH3COOHに加えるのですが、そのフラスコを準備する際に、「水」(とフェノールフタレイン溶液)も加えるとと書いてあります。
この水はどんな役割を果たすのか教えていただきたいです。

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>CH3COOH
さすがに、水溶液ですよね?
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「危険すぎます」と書きましたが、第1に中和熱の問題です。
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あえて、あげるのならば、
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まあ、こちらが問題になるようでは、第1の問題は大問題になっていますけどね。

QpKaの変化について

緩衝能とpKaについておたずねします。
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Aベストアンサー

 pKa はどうやって測定されていますか。pKa の測定法によっては次の様な事も考えられます。

 ご存知のように,Ka = [コハク酸アニオン][H+]/[コハク酸] です。ここで,コハク酸が Ni と錯体を形成していくと,[コハク酸] が小さくなります。その結果,Ka は大きくなり,pKa は小さくなります。いかがでしょうか。

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QNaOHのpH滴定

0.2M のスルファミン酸溶液25cm3にNaOHで滴定を行い、26.2cm3で、当量点に達しました。

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Aベストアンサー

1/2当量点で[H+]=Kaになるという式は 酸の濃度>>Kaの関係があるときしか使うことが出来ません。
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2pH=pKa-logc
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[H+]>>[OH-]が成り立てば2次方程式になります。
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QビスフェノールAのpKaを教えてください。

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Aベストアンサー

> ビスフェノールAのpKaを教えてください。

 「Google」(↓)で検索すると見付かったのですが,直接御覧頂いた方が良いと思います。

 検索窓に「"bisphenol A" pKa review」と入れて検索して下さい。一番上にある『A REVIEW OF THE ENVIRONMENTAL FATE, EFFECTS, AND EXPOSURES OF ...』(PDF ファイルです)の中に文献とともに出ています。


> できたら、BPAのOH基のpKaのを教えてていただきたいです。

 BPA とはビスフェノールAの事でしょうか?

 ビスフェノールAの酸性の基は OH 基だけですので,上記のファイルを御覧下さい。

参考URL:http://www.google.co.jp/

Q酸、塩基の中和滴定・pH

化学の実験でレポートが出たのですが、どうしても分からないところがあるので教えてほしいです。
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計算の仕方とかも教えていただけるとありがたいです。

Aベストアンサー

pH=-log[H+]で表されます。
塩酸の場合は電離度が1なので、塩酸のモル濃度=水素イオン濃度
0.10N 塩酸は 0.10mol/L ですから、水素イオン濃度[H+]=0.10 となります。
したがって、pH=-log(0.10)=1.0 pH は1.0となります。

水酸化ナトリウム10mlを加えると、全量は 30mL すなわち 0.030L となります。
次に、塩酸のモル数を考えます。
塩酸20mL中には、0.10 (mol/L)×0.020 (L)=2.0×10^(-3)molの塩酸が含まれています。
水酸化ナトリウム10mL中には、同様に計算して1.0×10^(-3)mol含まれています。
加えた時に中和反応NaOH+HCl→NaCl+H2O が起こり塩酸のモル数が減ります。
この場合は、水酸化ナトリウムの分だけ減るので
2.0×10^(-3)-1.0×10^(-3)=1.0×10^(-3) となります。
塩酸のモル濃度は、{1.0×10^(-3)}/0.030=1/30 mol/L
これが水素イオン濃度となります。
pH=-log1/30=log30=log10+log3=1.0+0.48=1.48
pH は 1.48 となります。

19mLの場合は、10mLの場合と同様に計算すればできます。
全量は39mL すなわち 0.039L になります。
加えた後の塩酸のモル数は、2.0×10^(-3)-1.9×10^(-3)=1.0×10^(-4)
モル濃度は {1.0×10^(-4)}/0.039=1/390
pH=-log1/390=log390=log3+log10+log13=0.477+1.0+1.114=2.591
したがって、pH は 2.59 となります。

だいたいこんな感じだと思います。計算間違っていたらすいません。

pH=-log[H+]で表されます。
塩酸の場合は電離度が1なので、塩酸のモル濃度=水素イオン濃度
0.10N 塩酸は 0.10mol/L ですから、水素イオン濃度[H+]=0.10 となります。
したがって、pH=-log(0.10)=1.0 pH は1.0となります。

水酸化ナトリウム10mlを加えると、全量は 30mL すなわち 0.030L となります。
次に、塩酸のモル数を考えます。
塩酸20mL中には、0.10 (mol/L)×0.020 (L)=2.0×10^(-3)molの塩酸が含まれています。
水酸化ナトリウム10mL中には、同様に計算して1.0×10^(-3)mol含まれています。
加え...続きを読む


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