電離平衡がどうしても理解できません。 例えば酢酸とナトリウムで中和滴定するとき、弱酸の放出する［H+

電離平衡がどうしても理解できません。
例えば酢酸とナトリウムで中和滴定するとき、弱酸の放出する［H+］は電離平衡で本来の濃度より小さくなりますよね、中和点はこのHの濃度でNaOHと中和させるんですか？でも平衡反応ならH+がどんどん消費されて平衡が移動するから結局は平衡を気にしなくて良くないですか？

質問者からの補足コメント

• この問題ではなぜ平衡の移動を考えなくていいのですか？

  
    補足日時：2021/02/10 01:02

• すみません！解説先に載せちゃいました
  こっちが問題です！

  
    補足日時：2021/02/10 01:07

No.4 ベストアンサー 回答者： Tacosan 回答日時： 2021/02/10 05:25

まじめに考えだすと困っちゃうね. 例えば, 解説にはなにげなく「混合溶液中での濃度はもとの濃度のそれぞれ 1/2 になる」って書いてあるけど, それが本当かどうかはもとの問題文からは読み取れないし. 一般に液体を混ぜても, 体積はもとの液体の体積の和にはならないから....

さておき, 実際の現象ではこの場合
・最終的に沈殿ができるなら途中のどこかの時点で沈殿ができはじめ, それ以降は塩化マグネシウム水溶液を加えるにつれて沈殿が増えていく
・最後まで沈殿ができないなら途中のどの時点でも沈殿はできない
となる. つまり, 「沈殿ができない」という仮定における「最後の状態」の濃度を計算して, それと溶解度積を比較するだけで
沈殿ができるかどうかを判定できる
ということになる. 「沈殿ができない」という仮定で計算しているから, 「沈殿ができることによる OH^- の濃度の変化」はないし「それによる平衡の移動」もない. ただし沈殿はできなくても「塩化マグネシウム水溶液を加えたことによる濃度の変化」は生じていて, それに基づく平衡の移動は計算に入っている. 問題の文章では
0.20 mol/L のアンモニア水
を用意しているのに, 解説の計算では
0.10 mol/L のアンモニア水
を使ってることに注意.

あ, だから, 解説で計算しているのは本当は
0.10 mol/L のアンモニア水 50 mL に (0.20 mol/L ×25 mL =) 5.0×10^-3 mol の塩化マグネシウムを突っ込んだ
結果だとはいえる. まあ, 体積が極端に変化するのでなければさほどの違いはないんだけど.

あと余計な補足をしておくと, この場合は
アンモニア水に塩化マグネシウム水溶液を加える
だからこの計算でいけるんだけど, これが
塩化銅水溶液にアンモニア水を加える
反応だとややっこしい (ので問題として採用しにくいような気がする).

この回答へのお礼

あー！確かに溶解度積の問題って沈殿してないと仮定して話進めますね！すごい納得できました！どっちにどっちを混ぜるかで変わってくるですか？それも濃度の違いで平衡が影響するからですか？
本当にここまでありがとうございます！学校の先生に聞いたら問題文から忖度しろって言われて一ヶ月間ずっと悩んでたのですごくスッキリしました！入試控えてるので本当感謝しきれません！

お礼日時：2021/02/10 07:09

No.3 回答者： Tacosan 回答日時： 2021/02/10 01:21

「この問題」がどの問題なのかわからんのだけど, 化学平衡が成り立つのであれば, 関与する化学種が増減すればそれに応じて左辺から右辺

へ (あるいはその逆に) 変化するよ.

この回答へのお礼

139の(2)です！つまり平衡は移動するということですよね！(2)ではOH-の濃度はMgと反応する前の電離平衡のOH-を使って計算してるのですが、この場合はどうして平衡の移動を考えなくていいのでしょう？

お礼日時：2021/02/10 01:26

No.2 回答者： Tacosan 回答日時： 2021/02/10 00:24

中和自体は厳密にいうと可逆反応だよね. 弱酸や弱塩基で言及される「塩の加水分解」が逆反応.

さておき, 中和反応で電離度を持ち出すのは難しいと思う. 例えば酢酸に水酸化ナトリウムを入れるという反応を考えると
H^+ + OH^- → H2O
の反応で H^+ (と OH^-) が減る. すると
CH3COOH ⇔ CH3COO^- + H^+
の平衡が右にずれる. ところが, この平衡が右にずれるということは
酢酸の濃度が小さくなる
ことを意味するので, 結果として電離度も変化する (この場合は酢酸が薄くなるので酢酸の電離度は大きくなる).

つまり
中和反応が進むにつれて電離度は変化する
ということになる. 補足しておくけど, 平衡定数は (温度が同じなら) 変わらないよ.

MgCl2 + NH3aq の反応も同じことで, Mg(OH)2 の沈殿ができるとそれによって減った OH^- を補填するために NH3 が電離する. これは
平衡が移動する
ということだし, NH3 の濃度が変化するため
電離度が変化する
ということでもある.

余談.
「塩素ガスと金属ナトリウムを反応させてポップコーンに塩味を付ける」という実験はされている. 結局「おいしくいただく」ことはできなかった模様.

この回答へのお礼

なるほど、確かにそうですね！
つまり中和→平衡の順番で起こるから、濃度が変わって電離平衡を保つように電離度が変わるということですか？
度々長文ですみません。もし時間がありましたら上の補足の問題がなぜこうなるか教えていただけませんか？

塩素とナトリウムって空気中で反応してNaClになるんですか？！それ思いついた方人生楽しそうで素敵です！笑

お礼日時：2021/02/10 01:06

No.1 回答者： Tacosan 回答日時： 2021/02/09 04:37

酢酸とナトリウムで中和滴定ってするのかなぁ.... 金属ナトリウムはちょっと危険すぎる気がするので, もうちょっとマイルドな水酸化ナトリウムくらいに負けてもらえませんか? あと「弱酸の放出する［H+］は電離平衡で本来の濃度より小さくなりますよね」はどういう意味なんだろう. 「本来の濃度」がなにを指しているのかがわかんない.

さておき
CH3COOH ⇔ CH3COO^- + H^+
の平衡は, (水酸化?) ナトリウムを加えると水素イオンが消費されるのでそれを補填するため右に移動する. なので, 中和点を考える上ではそれぞれの物質量のみを考えればよく, 酢酸の電離平衡は気にしなくてもいい.

全体として何を聞いているのかわからんのでてきとうに書いてみたけど....

この回答へのお礼

答えてくださってありがとうございます！
ごめんなさい、水酸化ナトリウムって書いたつもりでいました…笑
例えば酢酸の濃度がCmol/Lだとしたら水素イオン濃度はいわゆるCαになる…ということです！具体的な問題がなくてすみません。
それは中和反応が不可逆反応だからですか？

例えばある量のMgCl2とCmol/Lのアンモニア水を混ぜてMg(OH)2沈殿するかどうか確かめる時に、［OH-］を求めて溶解度積と比較すると思うのですが、両方とも平衡反応だからこの時の［OH-］はCαですか？それともどんどん反応してMg(OH)2になるから平衡は崩れますか？

お礼日時：2021/02/09 21:15