高校化学酸塩基について よく酸塩基の電離平衡の問題で疑問に感じることなのですが、例えば酢酸0.1mo

高校化学酸塩基について
よく酸塩基の電離平衡の問題で疑問に感じることなのですが、例えば酢酸0.1mol/Lを水に溶かした。水素イオンの濃度を求めよ。という問題のときに、なぜ[CH3COOH]=0.1とならないのでしょうか。[CH3COOH]+[CH3COO-]=0.1という意味を上記の記述が意味しているということに毎度疑問を感じてしまいます。酢酸と酢酸イオンを合わせて0.1mol/Lを水に溶かした。と書かずに上記の記述のようになる理由がわかりません。どなたか文章における表記の正しい受け取り方を教えていただけたら幸いです。

No.3 回答者： tucky 回答日時： 2020/08/21 13:04

話を厳密にします。

まず、酢酸0.1mol/Lを水に溶かした。というには意味不明です。0.1mol/Lというのはすでに濃度であり、これを水に溶かしたとなると水の量により濃度が変わりますし、酢酸0.1mol/Lの体積も不明です。

仮に酢酸の試薬（ほぼ100％と仮定して問題ない）0.1molを１Lの水に溶かしたものとしましょう。
この時、[CH3COOH]=0.1であれば、酢酸イオンは全く電離していないことになります。
そうなると、酢酸由来の[CH3COO-]=０、酢酸由来の［H+]＝０で［H+]は水由来のものだけと言う事になり、酢酸は酸性
を示さないことになります。酢酸が酸性を示すのは一部が電離しているためであり、それと同量のCH3COO-があることに
なります。
「酢酸と酢酸イオンを合わせて0.1molを水に溶かして１Lにした」と言うのが正しいかというと正しくありません。そこまで言うなら「酢酸と酢酸イオンと水素イオンを合わせて0.1molを水に溶かして１Lにした」と言えば正しいでしょうか。これも正しくありません。仮に電離していない（仮想的な）酢酸0.1molの内、xmolが電離したとき、酢酸イオンと水素イオンが各xmol生成し、合計は(0.1-x)+ｘ＋ｘ＝0.1+xとなり、正しく言うには「酢酸と酢酸イオンと水素イオンを合わせて(0.1+x）molを水に溶かして１Lにした。但し、xは酢酸の内、電離した量」ということになります。かえってわかりにくくないですか。
ちなみに、酢酸と酢酸イオンを合わせて0.1mol入れることはできません（必ず水素イオンが酢酸イオンと同量はいります）
酢酸と酢酸イオンの合計量は0.1mol、酢酸と酢酸イオンと水素イオンを合わせて(0.1+x）mol、酢酸だけであれば(0.1-x）
molです。さてどう言えばよいでしょう。

初めに酢酸を0.1mol入れるという酢酸は電離していないものと電離したものの合計であり、
[CH3COOH]+[CH3COO-]=0.1mol/Lを認めると言う事です。
そのうえで電離していない酢酸の濃度を[CH3COOH]、電離している酢酸の濃度を[CH3COOー]とみなすと言う事です。
ちなみに最初に入れる酢酸の電離は0.1mol/Lの時よりさらに小さくなり、ほぼ全量[CH3COOH]とみなして問題ありません。

よく考えてみてください。

No.2 回答者： むらさめ 回答日時： 2020/08/19 20:04

酢酸は弱酸であり、水に0.1mol/Lを溶かしても全てが、水素イオンH+　と　酢酸イオンCH3COO-　に電離するわけではないです。

酢酸の電離反応、
CH3COOH　⇔　CH3COO-　+　H+
電離平衡は

K＝[CH3COO-][H+]/[CH3COOH]

のようになっており、その電離平衡定数を求めると0.1mol/Lような希釈溶液でも、分母の　[CH3COOH]＝1　として扱うことができます。
即ち、[CH3COO-]･[H+]の積は非常に小さく、　×10^-4　(←-4とかは例え)というような小ささになり、殆どの酢酸は電離していないで、酢酸のまま存在することになります。

他の弱酸弱塩基についても同様のことが言えます。
また、強酸･強塩基は電離度1、即ち全てが電離していると考えることが多いですね。

これ以上の事は、大学の化学系に進学しないと教えないです。
高校とは同じ平衡定数(どの平衡定数でも言える)を大学で扱うのですが、定義の仕方がもっと違う手順や考え方に基づいているので、ここら辺は飲み込まないといけない部分です。

No.1 回答者： mig15fagot 回答日時： 2020/08/19 19:29

溶解度積

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