pHっていうのは、-log[H+]っていうのは知っているのですが、
例えばpH3のものを水で10倍に薄めるとpH4になるんですよね?
じゃあ、pH6のものを100倍に薄めたらpH8になるの?
これって、弱酸を薄めたら弱アルカリになるってこと???
誰か教えて!

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A 回答 (5件)

昨日の投稿で書かなかった解説、実は不適切な計算過程でした。


偉そうな書き方をしてしまい、穴が合ったら入りたいのですが、
改めて解説を試みることにします。

pH 6 の薄い酸を水でいくら薄めても pH 8 にはなりません。なぜなら
水そのものも、次の解離平衡によって H+ を供給するからです。  
H2O ←→ H+ + OH-
平衡定数は [H+]・[OH-]/[H2O] = 約 1.8 x 10^-16 mol/L ですが、
水 1 mol は 18 mL で、少々解離しても [H2O] = 約 55 mol/L で一定
とみなせるので、これを右辺に移して [H+]・[OH-] = 10^-14 という
「水のイオン積」で表します。

pH 6.0 の希塩酸を考えましょう。このくらい薄い酸では、HCl 由来の
H+ が少ないので、水の解離による H+ が相対的に無視できなくなって
いますが、pH の定義から、[H+] = 1 x 10^-6 mol/L は決まります。
次に、水の平衡から、[OH-] = 10^-14/[H+] = 1 x 10^-8 mol/L が
求まります。ここで、溶液中のイオンの持つ電荷のつり合いを考えると
[H+] = [OH-] + [Cl-] という式が得られ、[Cl-] = 0.99 x 10^-6 mol/L
と計算されます。塩酸濃度は 1 x 10^-6 mol/L より僅かに小さかった
ことになります。

水で100倍希釈すれば H+ も100倍希釈されますが、 前出の水の解離平衡
が動いてしまうので、[H+] = 1 x 10^-8 mol/L にはなりません。一方、
希塩酸の HCl は完全解離として扱えるので、[Cl-] は単純な100倍希釈で
0.99 x 10^-8 mol/L と計算できます。ここで再び電荷のつり合いを考え、
[H+] = [OH-] + [Cl-]
[H+] = 10^-14/[H+] + (0.99 x 10^-8)
未知数である [H+] を両辺に掛けて整理すると
[H+]^2 - 0.99 x 10^-8 [H+] - (10^-14) = 0
二次方程式を解くと、正の数になる解は [H+] = 1.05 x 10^-7 mol/L
pH 6.98 になりました。

今度は大丈夫だと思います、いえ思いたいのですが、ここは「自信なし」に
転落です。
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この回答へのお礼

完璧なご回答ありがとうございます。
>偉そうな書き方をしてしまい、穴が合ったら入りたいのですが、
なんてとんでもない。良く理解できました。
ほんとにありがとうございます。

お礼日時:2001/11/01 21:50

loveoboさんの完璧な回答の後に回答するのは気が引けますが、中学生レベルの回答をすると・・・


DACHO-さんは水(pH7)の中にすでに10-7mol/Lの[H+]が存在していることは分っているみたいですね。
簡単に食塩水を例にとって説明しますと、
10%食塩水1mlに純水を加えて10mlにすると、1%食塩水が出来ます。(10倍に薄める)
10%食塩水1mlに0.0001%食塩水を加えて10mlにしても、ほぼ1%食塩水が出来ます。
では1万倍に薄めると?・・・では100万倍では?・・・
純水を使った場合には、濃度がどんどん低下しますが「0.0001%食塩水」を使用した場合にはどんなに薄めても「0.0001%」以下にはならないことが分ると思います。
この単純な考え方をしたのがNo.2での回答ですね。
高校生レベルまではこの程度の理解で充分だと思いますよ。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
恥ずかしくてなかなか友達に聞けませんでしたが、
書き込みをして良かったって思ってます。

お礼日時:2001/11/01 21:52

DACHOさんの真剣な悩みに回答します。

お役に立つと嬉しいです。
私も前に一度先生に質問したことがあって、そのうけうりですが参考にして下さい。

>pH6のものを100倍に薄めるとどうなるか?

答えはpH7(にごく近い値)になります。
薄めることで酸が塩基(アルカリ)になることはありません。
ですから、いくら薄めても酸のpHは7より大きくなることはありませんし、
塩基のpHも7より小さくなることはありません。

もしかしたら受験用の知識かもしれないので本当に正しいかわかりませんが、
私はこれで十分だと思います。少なくとも私の疑問はこれで解決しましたから。
わかりにくかったら補足要求してください。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
なんとなくはそうじゃないかなって思っていたんですが・・・
やっぱりそうですよね。

お礼日時:2001/11/01 21:47

楽しい引っかけ問題ですね。


catastropheさんのヒントを拝見して、解説を思いとどまりました。
私の計算では、pH 6.96 になりましたが、 DACHO-さんの謎解きを
「補足」してみてはいかがでしょうか。
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この回答へのお礼

loveoboさん、早速のご回答ありがとうございます。
でも、引っ掛けじゃないの。
真剣に悩んでます。
もう少し詳しく教えて!

お礼日時:2001/10/31 20:59

希釈に用いた水からの[H+]も考慮しましょう。

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この回答へのお礼

catastropheさん、早速の助言ありがとうございます。
[H+]を考慮しないといけないのはわかるのですが・・・

お礼日時:2001/10/31 20:57

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--------------------
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#4にあるように「アルカリ」と「アルカリ性」とを区別するというところがポイントでしょう。
その意味では質問文に混乱がみられることになります。

「水で薄めると」というのは水溶液の性質について考えていること意味しますので「『アルカリ性』という性質がどのように変わるか」を質問していることになります。
これは「薄めればどんどんアルカリ性は弱くなっていく」というごく普通の結論になります。

水溶液の場面で「アルカリはどうなる?」、とか「酸はどうなる?」に対しては答えようがないのです。
水溶液を考えた段階でアルカリそのものとか、酸そのものとかを考える場面ではなくなっています。

#3
>水酸化ナトリウム濃厚水溶液を薄めれば「弱アルカリ性水溶液」にはなりますが、水酸化ナトリウムの物性は変化しませんので、水酸化ナトリウム自体は「強アルカリ性物質」です。

これはやはり読んで首をかしげる内容になっていると思います。
水に溶かした時にどういう性質を示すかというのも物性の一つです。濃度によってその性質が変わるのです。
ある物質を「強アルカリ」であると呼ぶのは「その物質を水に溶かすと強いアルカリ性を示す」からです。
当然濃度を指定しないと決まりません。目安は0.1mol/LでpOH≒1(pH≒13)です。
こういう条件を満たしている物質を強塩基(強アルカリ)と呼んでいるのです。

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「水に溶ける=電離する」ではありません。
溶解度と電離度の両方が酸性の強さ、またはアルカリ性の強さを決めることになります。
よく出てくる酸はたいてい水によく溶けますので酸性の強さが電離度だけで決まるとしていいでしょう。
でもこれを酸、塩基の全てに一般化してしまうとおかしくなります。

#4にあるように「アルカリ」と「アルカリ性」とを区別するというところがポイントでしょう。
その意味では質問文に混乱がみられることになります。

「水で薄めると」というのは水溶液の性質について考えていること意味しますので「『アルカリ性』という性質がどのように変わるか」を質問していることになります。
これは「薄めればどんどんアルカリ性は弱くなっていく」というごく普通の結論になります。

水溶液の場面で「アルカリはどうなる?」、とか「酸はどうなる?」に対しては答えようがないのです。
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