混合液のｐHの濃度の計算

酢酸の Ka = 1.8×10-5 mol/L

1. 以下の溶液の pH を求めよ。
(1) 0.100 mol/L の酢酸(CH3COOH)水溶液 20.0mL と 0.100 mol/L の酢酸ナトリウム(CH3
COONa)水溶液 20.0mL を混合し、さらに純水を加え、総量 50.0mL とした溶液。

濃度 0.100 mol/L を C1 (mol/L)とおく。総量 50.0mL を V (L)とおく。
酢酸の物質量は C1×20.0×10-3(L)、酢酸ナトリウムの物質量も C1×20.0×10-3(L)
酢酸の初濃度 CAは C1×20.0×10-3(L)/V (L)
酢酸ナトリウムの初濃度 CSも C1×20.0×10-3(L)/V (L)。 したがって
［H+］＝KaCa/Cs＝Ka（20ｘ10＾-3ｘC1/V）/（20ｘ10＾-3ｘC2/V）

答 pH 4.74

この問題で、［H+］＝（KaCa）/Cs　の式がどこからきたのかどうしてもわかりません。
ネットで検索してもヒットしませんでした。こういう計算がどうしても苦手で早く克服しないと
授業についていけません。どうかよろしくお願いします。

No.1 ベストアンサー 回答者： aaadfe 回答日時： 2022/11/08 17:03

＞［H+］＝（KaCa）/Cs　の式がどこからきたのかどうしてもわかりません。

［H+］＝（KaCa）/Cs　は「緩衝溶液」の水素イオン濃度を求めるための式です。次のような思考の流れを取れば、この式を使う問題なのだと結論できます。

①問題文から次の２点を読み取る
　「酢酸と酢酸ナトリウム水溶液を混ぜ合わせている」
　「その水溶液のpH（つまりは[H+]が分かればいい）を求める」
②「酢酸と酢酸ナトリウム水溶液の組み合わせは緩衝溶液になる」ことを知っている（理解している）
③つまりこの問題は「緩衝溶液」の問題だ、と気づく
④緩衝溶液の［H+］は［H+］＝（KaCa）/Csで求められることを知っている（理解している）


もしも、質問者さんが、「緩衝溶液とは何？」「酢酸と酢酸ナトリウム水溶液の組み合わせはどうして緩衝溶液になるの？」「緩衝溶液の［H+］＝（KaCa）/Csはどういうこと？」となっているならば、それは別の問題です。

教科書の索引から緩衝溶液について書いてあるページを調べ、自分でまずは読んでみましょう、となるお話です。

この回答へのお礼

aaadfe　さま

大変丁寧な回答ありがとうございます。
①②は、何度も勉強した内容です。
③の発想がありませんでした。

「緩衝溶液の［H+］＝（KaCa）/Csはどういうこと？」となっているのでそこを勉強します。

すいません、このような質問をして恥ずかしいです。
冷静になって授業の復習をしたいと思います。

ありがとうございました。

お礼日時：2022/11/08 18:10