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アンモニアと塩化アンモニウムの緩衝溶液に酸(塩酸)を添加する場合の原理的解釈があやふやになってしまい、どこが間違っているのか教えていただけないでしょうか。
特に、添加したHCLのH+はNH3またはOH-のどちらに吸収されるのでしょうか?

教科書では
「アンモニアを用いた緩衝溶液は共通イオン効果によりNH3,NH4+が酸、塩基を吸収する。
アンモニア水に酸を添加すると
NH3+H+→NH4+ として酸がアンモニアに吸収されてしまう。」と解説されます。

一方で実際にpHの計算をする場合は
NH4OH+HCL→NH4CL+H2O として酸が中和されH2Oになると考えます。
この場合、H+はNH4+ではなく、OH-に吸収されているように見えます

アンモニアが水中で電離する経緯を省略しているので分かりにくいのでしょうか?
NH3+H2O+HCL⇄NH4++CL-+H2O
としても、H2Oを無視してNH3とHCLが反応したわけでもない気がします。

添加したH+はNH3またはOH-のどちらに吸収されるのでしょうか?根本的に解釈が間違っていますでしょうか、、、。よろしくお願いします。

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A 回答 (3件)

いちおう補足しておくと,


NH3 + H2O ⇔ NH4^+ + OH^-
という平衡があるので
・「H^+ が全て OH^- に食われる」と仮定すると: 平衡が左に偏るので右向きの反応を生じる. つまり「OH^- に食われた」H^+ の一部が NH3 に移動する
・「H^+ が全て NH3 に吸収される」と仮定すると: 平衡が右に偏るので左向きの反応が起きる. つまり「NH3 に吸収された」H^+ の一部が OH^- に移動する
となって, 突っ込んだ H^+ は NH3 と OH^- の両方と「平衡を維持する」ような割合で反応することになる.
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この回答へのお礼

なるほど、、、このように考えるとNH3、OH-それぞれとの反応を関連付けて説明することができるのですね。ありがとうございます!

お礼日時:2022/07/14 21:46

ん~.... どうしても「どちらか」でないとダメなの? 「両方」って選択はありえない?

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この回答へのお礼

両方という選択もありえる、ということが分かりすっきりしました。ありがとうございます。

お礼日時:2022/07/14 09:00

わかりやすさという観点からすれば塩基であるNH3がHClと反応して、NH4+ とCl-になるわけですから、NH3に吸収されると理解する方が良いでしょうね。


そもそも、緩衝溶液は酸や塩基を加えてもpHが(ほとんど)変化しないというのがポイントです。そのことはH+やOH-の濃度が(ほとんど)変化しないことを意味します。H+とOH-が反応するならOH-が減少することになりますので、式の上からは、(ほとんど)変化しないとはいえなくなります。

ただし、詳細にみればpHは多少なりとも変化しますし、NH3とH2Oから、NH4+とOH-が生じるような平衡も影響を受けるはずです。また、酸を加えればpHは減少する方向にわずかに動くでしょうから、OH- + H+→H2Oも、全く起こらないというわけではないでしょう。
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この回答へのお礼

非常に分かりやすい解説をいただきありがとうございます!!
反応は相互に作用しあうというか、それが平衡なのでしょうが、少しすっきりしました。
このそれぞれの作用が実験値と計算値の誤差の要因の一つと考えてもよろしいでしょうか?
(ほとんどの誤差は操作時のロス等だと思いますが)

お礼日時:2022/07/14 08:59

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