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平衡定数が 3.0×10^-6である弱電解質AHヲ水に溶かした溶液がある。
(1)0.05M AH溶液中での A- , H+ の平衡濃度を求めよ。
(2)0.01M のH+ が溶液中に含まれているとして、A- の濃度を求めよ。

この問題がわからないのですが、理解して解けるようになりたいので、
途中式も教えてくれると嬉しいです。よろしくお願いします。

gooドクター

A 回答 (2件)

この弱電解質の平衡とは


A H⇄H+A (電荷の表記は省略します。)だと考えられます。
よって、K=[H][A]/[AH] ここで[H]=[A]なので
K=[H]^2/[AH]=3.0×10^-6
[H]^2=[AH]×3.0×10^-6

(1)0.05M AH溶液中での A- , H+ の平衡濃度を求めよ。
 [H]^2=[AH]×3.0×10^-6 の[AH]へ0.05をそのまま代入すれば良いと思います。
0.05MのAHの一部は解離してA- , H+になっています。
しかしながら、上式から分かるようにA- , H+はごく微量で
有効数字的に0.05に影響を与えるとは考えられず、近似的に
0.05をそのまま代入しても問題ないと考えられます。

これを計算すると[H]^2=1.5×10^-7
よって、[H]=0.000387=3.9×10^-4
[A]も同じ値となります。

(2)0.01M のH+ が溶液中に含まれているとして、A- の濃度を求めよ。
 [H]=[A]なので、単純に[A]=0.01M

H2O自体が電離してH+OHなど、この場合は無視して良いと思います。
中性の水では水素イオン濃度は10^-7 桁が違います。
0.01Mの塩酸のpH=2と計算するときに水からのH+は気にしないですよね。
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そもそも、どのような平衡の平衡定数であるかを書かなければわかりませんし、それに加えて、「水のイオン積」と「電荷の総量」を表す式を連立させて、それを解くということです。

通常は、近似計算になります。
ちなみに、「電荷の総量」というのは、カチオンの電荷とアニオンの電荷が同じになるということです。溶液全体で電気的に中性になっているはずなので、正電荷と負電荷の総和が0になっているはずだからです。
ちなみに、A-とH+に電離するというのであれば、それに加えて、水由来のOH-が存在するわけで、それらの電荷の合計が0になるということです。つまり、[A-] + [OH-]= [H+]ということです。当然、H+とA-の濃度は同じではありません。水の電離によってもH+が生じるからです。まあ、H+をH3O+と書いても同じことですので、お好きなようにどうぞ。
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この回答へのお礼

丁寧なご回答ありがとうございます。
学校側から配布されたまとめ練習問題のようなものなのですが、 問題文はこれ以上記載されていません。
これだけの情報だけでは解けない場合も考えられるのでしょうか。
もしそうである場合、この場合だと何が足りないか教えていただきたいです。
無知であるため、理解が乏しくて申し訳ないです。

お礼日時:2021/01/27 12:11

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