化学の計算問題について

以前、「リン酸二水素カリウム（KH2PO4:分子量 136.09）とリン酸水素ニナトリウム十二水和物
（Na2HP04・12H20:分子量358.14）を用いてpH7.4の0.2Mリン酸緩衝溶液を2L作りたい。
各々のリン酸塩を何gずつ用いればよいか計算によって求めよ。｣という問題を質問させていただいた者です。

再投稿が違反だとは知らず、削除されてしまいました。
ご回答いただいたのにも関わらず、返信もお礼もできず、申し訳ございません。ご指摘ありがとうございました。

添付画像は友人の解答です(合っているかは分かりませんが、、)。
以前ご回答いただいた方から、酸解離定数についてご指摘がありましたが、この解き方では使っていないようです。お手数おかけしました。

ただ、よく分からないのは、4行目の「log(6.2×10^-8)」です。これが何を指しているのか分かりません。
解説お願いします。

長文失礼しました。

質問者からの補足コメント

• 前回に続き、ご回答ありがとうございます。
  この解答を送ってくれた友人もAとBを使った式と4行目に関して、よく分からないらしく、どうやらいろんな人の元から渡ってきたもののようです。
  そのような解答を安易に信じる自分もどうかと思いますが…
  酸解離定数に関して、調べはしたのですが、3つとも使うものだと思い込んでいたため、第2酸解離定数の7.20(私が調べたページでは下2桁がなかったので)と、4行目の7.2076が同じものだとは気づきませんでした。
  pKaがそもそもなんなのか学ぶ必要がありました。いきなり難しい問題をやってもできるはずが無いのに。
  ご指摘ありがとうございました。
  午後になったら解答締切します。

    補足日時：2024/04/23 09:22

No.2 ベストアンサー 回答者： tucky 回答日時： 2024/04/24 05:41

No.1で、7.2076というのはリン酸の第2酸解離定数です、と書いたのは質問文にあったためです。

実際に検索で出てきた数字は、7.20です。

ちなみに、解答の書き方に問題があると書いたので、以下に回答を書いてみました（私的にはこのようなことは教育上は書きたくないのですが）。

KH2PO4　→　K＋＋ H2PO4-　
Na2HPO4 → 2Na＋＋ HPO42-　
Ka2 =[H＋]･[HPO42-]/[ H2PO4-]＝10-7.20
-log{[H＋]･[HPO42-]/[ H2PO4-]}＝7.20
pH-log{[HPO42-]/[ H2PO4-]}＝7.20
問題ではpH7.4とあるが、計算上は7.40として計算する。
log{[HPO42-]/[ H2PO4-]}＝0.20
[HPO42-]/[ H2PO4-]＝100.20＝1.58（有効数字より1桁多く計算）
問題で0.2Mリン酸緩衝溶液とあるが、ここでは、0.20Mとして計算する（さらに、有効数字より1桁多く計算）
[HPO42-]＋[ H2PO4-]＝0.200
[HPO42-]＝0.200－[ H2PO4-]
[HPO42-]/[ H2PO4-]＝(0.200－[ H2PO42-])/[ H2PO4-]＝1.58
(0.200－[ H2PO4-])＝1.58[ H2PO4-]
2.58[ H2PO4-]＝0.200
[ H2PO4-]＝0.0773
[HPO4-]＝0.123
問題では２L作ることになるので、
H2PO42-、HPO4-の必要量はそれぞれ0.155、0.245モルとなる。
よって、KH2PO4の必要量は0.155、Na2HPO4の必要量は0.245モルとなり、

KH2PO4の必要量は21.1g、Na2HPO4･12H2Oの必要量は87.8ｇとなる。
（四捨五入は途中でやらずに最後でやるとこの数字になります）
（問題の有効数字では、KH2PO4の必要量は20g、Na2HPO4･12H2Oの必要量は90ｇです。）

この回答へのお礼

午後には消すと言ったのに忘れていました。
わざわざ式まで書いてくださりありがとうございます。
お手数おかけしました。

お礼日時：2024/04/24 07:08

No.1 回答者： tucky 回答日時： 2024/04/23 05:28

前回も回答したものです。

やはり、いまだに酸解離定数を調べていないようですね（笑）。
そんなこともしないようではここで質問しても無駄ですよ。
>以前ご回答いただいた方から、酸解離定数についてご指摘がありましたが、>この解き方では使っていないようです。
ええっと、酸解離定数とは何かを知らずにこの解答を見てもわからない
はずです。
実をいうと私も4行目は見ただけではわかりません。
しかしながら、Ka が酸解離定数であることを知っていれば、4行目がわからなくても5行目がわかります。
7.2076というのはリン酸の第2酸解離定数です。
これを知らなかったということは、酸解離定数を調べていないということですよね。
しかもリン酸には3つの酸解離定数があり、なぜこの第2酸解離定数を使うのかも理解する必要があります。

私が採点者であれば、H2PO4ｰ＝A、HPO42-＝Bとおく。と書いて以下の解答は大幅減点ですね。
A,Bはそれぞれモル濃度であり、さらにそれが最終的な答えでgになるなんて、高校生の数学の解答の書き方から勉強してくださいという感じです。

結局、前回ヒントを出しても、そのヒントから調べようという意思もなく、
誰かの解答を見てわからないといっているだけのようですね。
4行目は回答者に聞いてください。