イオン化定数とはなんですか?また電離度、phの求め方も教えてください

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A 回答 (2件)

イオン化定数とは化学的化合物が溶液中でイオンに解離する限度を絶対的な単位で表した数値。


電離度とは水に溶かした電解質の量に対してイオンになった(電離した)量の割合をいいます。電離度の大きい酸、アルカリを強酸、強アルカリといい逆に電離度の低いものを弱酸、弱アルカリといいます。
pHとはモル濃度で表した水素イオン濃度の逆数の常用対数です
例えば0.1モルの塩酸のpHは、塩酸の電離度はほぼ100%ですので
HCl=H+ + Cl- となり
H+も Cl-も0.1モルになります。
よって[H+]=10^(-1)となります。
pH=ーlog[H+]=-log(10^(-1))=1
よってpHは1となります。
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 この種の用語の意味であれば,「理化学辞典」や「化学辞典」などをご覧になれば,キチンとした説明があるはずです。



【イオン化定数】
 「化学辞典」(化学同人)によると『電離定数』の事です。

【電離定数】
 「化学辞典」(化学同人)によると『溶液中の電解質が電離してイオンになる時の電離反応の平衡定数』です。「理化学辞典 第5版」(岩波)では『電解質溶液の電離平衡の平衡定数をいう』です。詳細はご自分でご覧下さい。

【電離度】
 上記2辞典に基づくと,『電離平衡の場合の解離度,すなわち電離している分子ともとの全分子数との比』です。

【Ph】
 Ph と書くとフェニ-ル基の事ですが,おそらく pH 又は ph の事だと思います。
 pH は水素イオン指数を意味する記号で,最初(1909 年),セーレンセンによって pH = -log_10[H+]([H+] は水素イオンのモル濃度 (mol/dm^3))と定義されました。しかし,現在では,水素イオンの相対活量 a_H+ を用いて,pH = -log_10(a_H+) と定義されています。
 一方,従来の -log_10[H+] を ph とする事が「化学辞典」(化学同人)には書かれています(これは私も知らなかったです。勉強になりました。)。

 ところで,「また電離度、phの求め方も教えてください」とはどういう意味でしょうか。ADEMU さんが例を挙げて説明されているように,具体的な酸やその濃度が示されないと,求め方は回答できませんが。それとも,pH メ-タ-で測定するみたいな回答をお望みでしょうか?補足下さい。
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Aベストアンサー

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イオン濃度の求め方がわかりません。

硝酸は二段電離をする。一段目は完全電離、二段目の酸定数はKa2=1.2×10<-2である。0.1mol/Lの硝酸水溶液が平衡状態になったときに、水溶液中に存在する各イオンの濃度を求めなさい。

解説と回答お願いします。

Aベストアンサー

0.1 mol/L硝酸ではなく、0.1 mol/L硫酸として答える。

H2SO4 → H+ + HSO4- (完全解離)
HSO4- ⇌ H+ + SO4--  (Ka = 1.2×10^-2)
Ka = [H+][SO4--] / [HSO4-]

物質均衡より、硫酸の全濃度をCaとして、
Ca = [H2SO4] + [HSO4-] + [SO4--]
一段目は完全電離なので、[H2SO4] = 0
Ca = [HSO4-] + [SO4--] …(1)

電荷均衡より、
[H+] = [HSO4-] + 2[SO4--] + [OH-]
0.1 mol/L硫酸では、明らかに[H+]>>[OH-]なので、
[H+] = [HSO4-] + 2[SO4--] …(2)

(2)-(1)より、[SO4--] = [H+]-Ca
2×(1)-(2) より、[HSO4-] = 2Ca-[H+]

これらを Ka = [H+][SO4--] / [HSO4-] に代入して、
Ka = [H+]([H+]-Ca) / (2Ca-[H+])
整理して、
Ka(2Ca-[H+]) = [H+]([H+]-Ca)
[H+]^2 + (Ka-Ca)[H+]-2KaCa = 0
解の公式より、
[H+] ={(Ca-Ka)±√((Ca-Ka)^2 + 8KaCa))}/2

Ca = 0.1, Ka = 0.012を代入して、
[H+] = 0.110 mol/L
[OH-] = Kw/ [H+] = 9.1×10^-14 mol/L
[HSO4-] = 2Ca-[H+] = 0.090 mol/L
[SO4--] = [H+]-Ca = 0.010 mol/L

0.1 mol/L硝酸ではなく、0.1 mol/L硫酸として答える。

H2SO4 → H+ + HSO4- (完全解離)
HSO4- ⇌ H+ + SO4--  (Ka = 1.2×10^-2)
Ka = [H+][SO4--] / [HSO4-]

物質均衡より、硫酸の全濃度をCaとして、
Ca = [H2SO4] + [HSO4-] + [SO4--]
一段目は完全電離なので、[H2SO4] = 0
Ca = [HSO4-] + [SO4--] …(1)

電荷均衡より、
[H+] = [HSO4-] + 2[SO4--] + [OH-]
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こんにちは。
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イオン化エネルギーの求め方として、複数の考え方があると思います。
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Aベストアンサー

軌道緩和という“現象”が、実際のイオン化過程で起こる訳ではないです。軌道緩和とは、「中性分子の分子軌道を使って計算したイオン化状態の全エネルギーは、電子状態を最適化したイオン化状態の全エネルギーとは違いますよ」ということを、少し気取って言っているだけですので、「軌道緩和にかかる時間」を考えても意味が無いです。あえて答えるなら、どんな時でも一瞬で起こる、つまり、「イオン化しながら電子再配置もする」という答えになります。

凍結軌道近似に基づくクープマンズの定理から求めたイオン化エネルギーが、近似の荒さのわりに実験値に近い値になるのは、ハートリーフォック近似(平均場近似)では電子相関(電子が互いに避け合って分子中を動いていること)を無視しているためです。ふつうは凍結軌道近似による誤差と平均場近似による誤差が互いに相殺する方向に働くので、凍結軌道近似を使うのもあながち悪くない、ということになります。

基底状態の全エネルギーと、電子状態を最適化したイオン化状態の全エネルギーのエネルギー差から計算する方法(ΔSCF法)では、凍結軌道近似による誤差はなくなりますけど、平均場近似による誤差(電子相関を無視したことによる誤差)が残ります。そのため、ΔSCF法で求めたイオン化エネルギーの値は、クープマンズの定理から求めた値と比べて、あまり改善されません。むしろ悪くなることもあります。

ΔSCF法の値があまりよくないのは、上述の通り、電子状態の最適化よりもイオン化の方が圧倒的に速いからではなく、クープマンズの定理で起こっていた、「誤差の相殺」がなくなるためです。じっさい、クープマンズの定理で電子親和力を求めると、凍結軌道近似による誤差と平均場近似による誤差が同じ方向に働くので、全く役に立たない値が得られます。また、軌道緩和と電子相関の両方の効果を計算に含めれば、クープマンズの定理から求めたイオン化エネルギーよりも実験値に近い値が得られることが知られています。

なお、いずれの場合でも、あくまで近似的にしかイオン化エネルギーを求められない、という点は変わらないです。

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凍結軌道近似に基づくクープマンズの定理から求めたイオン...続きを読む

Q204 pHの計算 次の水溶液のpHを求めよ。ただし、電離度はすべて1とする。 (5)0.005mo

204
pHの計算
次の水溶液のpHを求めよ。ただし、電離度はすべて1とする。
(5)0.005mol/Lの水酸化バリウム水溶液
(6)5×10-4mol/Lの水酸化カルシウム水溶液

206
弱塩基の水溶液のpH
0.025mol/Lのアンモニア水中のアンモニアの電離度は0.040であるとして、次の問いに答えよ。
(1)アンモニア水溶液中で電離するようすを電離の反応式で表せ。
(2)このアンモニア水の[OH-]を求めよ。
(3)このアンモニア水の[H+]を求めよ。
(4)このアンモニア水のpHを求めよ。

Aベストアンサー

204(5)12
(6)11
206(2)0.001
(3)1.0×10^-11
(4)11

Qイオン化カルシウム剤について教えてください。

イオン化カルシウム剤について教えてください。
製造方法を調べましたら貝殻(炭酸カルシウム)を焼成してイオン化カルシウムを作ってるみたいですが
なぜに高温で焼成するとイオン化カルシウムができるのですか。

Aベストアンサー

No.1,No.2の方がおっしゃるように「イオン化カルシウム」は
正しい物質名ではありません。サプリメント会社が使っているだけです。
家電会社がいう「マイナスイオン」と同じようなもので、専門家から
するとわけがわからないものです。

反応がなぜかというと高温でエントロピーが大きくなる(気体へ)と
反応が進行する訳なのですが...

炭酸カルシウムを加熱したときの反応式はこうです。
CaCO3 → CaO + CO2
炭酸カルシウムでは不溶性で、カルシウムの吸収率が低いので、
酸化カルシウムにしてから、CaOでは発熱するし、塩基が強すぎる
のでCa(OH)Cl やCa(HCO3)2 などにしてあるのだと思います。


サプリメント会社の言いたいことを推定すると...
(1)原材料=貝殻 →天然素材で安心ですよ。
(2)貝殻や魚の小骨などのカルシウムは不溶性で、摂取しても身体への
 吸収率は低いですよ。だから、溶けやすい(イオン化?)ものに
 変化させています。
(3)骨格のカルシウムだけでなく血液中のカルシウムイオンが必要ですよ。
 だから、当社のカルシウム製剤を買ってください。

No.1,No.2の方がおっしゃるように「イオン化カルシウム」は
正しい物質名ではありません。サプリメント会社が使っているだけです。
家電会社がいう「マイナスイオン」と同じようなもので、専門家から
するとわけがわからないものです。

反応がなぜかというと高温でエントロピーが大きくなる(気体へ)と
反応が進行する訳なのですが...

炭酸カルシウムを加熱したときの反応式はこうです。
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炭酸カルシウムでは不溶性で、カルシウムの吸収率が低いので、
酸化カルシウムにしてから、CaOでは...続きを読む

Q化学Ⅰ「水素イオン濃度と電離度・pH」の問題

>>NaOHとHCLの電離度は1.0とする。原子量H=1.0、C=12、O=16、Na=23
次の問いに答えよ。
>>水酸化ナトリウム0.0400グラムを水に溶かして100mLとした。この溶液の[OH-]とpHはそれぞれいくらか。
>>この問題の解き方がわかりません。詳しく教えて下さい。

Aベストアンサー

まず0.0400グラムの水酸化ナトリウムは何モルか計算して下さい。
そのためには水酸化ナトリウムの分子量(正しくは式量)が必要です。
H + O + Na → 幾ら?
モル濃度は1L当りですから、100mLに溶かすと濃度は10倍。
モル濃度が出たら、
[OH^-]×[H^+]=10^-14
の水酸化物イオン濃度に水酸化ナトリウムのモル濃度(ここでOH^-イオン濃度が出ている)をぶち込んで水素イオン濃度を求めて下さい。
pHは水素イオン濃度の常用対数の値にマイナス1を掛けたもの。
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概算した処上記の方法で大丈夫そうです。

Qイオン化傾向

イオン化傾向が大きい金属ほど陽イオンになりやすいと資料集に書いていたのですが なぜイオン化傾向の一番大きいものは、第一イオン化エネルギーの低いCaの方がイオン化傾向が大きくなくて
Caより第一イオン化エネルギーの高いLiがイオン化傾向が大きいのでしょうか?

Aベストアンサー

イオン化傾向は,金属単体が「水溶液の中」のイオンになりたがる程度です.より厳密には,酸化還元電位というものの,定性的な序列を意味しています.
一方,イオン化エネルギーは「真空中」で,「単独状態の原子」から電子をたたき出してイオンにするためのエネルギーです.
したがって,金属状態から原子状態にするためのエネルギー(昇華エネルギー.金属状態での原子間の結合力の反映)と,ガス状のイオンが溶液中に溶けるときのエネルギー(水和エネルギー)に,元素間で差があるため,イオン化傾向とイオン化エネルギーの序列が一致するとは限りません.

Q酸のモル濃度×価数×電離度、また塩基のモル濃度×価数×電離度はそれぞれ何を表しているか教えてください

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Aベストアンサー

水素イオン指数と水酸化物イオン指数
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Qイオン化エネルギー

第一イオン化エネルギー,第二イオン化エネルギーについてわからないことがあります。

たとえば、MgがMg2+になるには、
第一イオン化エネルギー+第二イオン化エネルギーが必要ですよね。

そこで質問です。今、使っている資料集には、
Mgのイオン化エネルギーは738と載っています。
この738という数字はMgの第一イオン化エネルギーなのでしょうか?
それとも、第一イオン化エネルギー+第二イオン化エネルギーなのでしょうか?

Aベストアンサー

第1イオン化エネルギーです。

ここの右側の表をご参照。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9E%E3%82%B0%E3%83%8D%E3%82%B7%E3%82%A6%E3%83%A0

QアンモニアのpH、電離度の求め方について

アンモニアを希釈してある決まったpHにしようと思っています。
ピペットマンで使えるようにするためなので、pH10以下ぐらいにしたいです。
[NH3]→[NH4+]+[OH-]
pk=[NH4+][OH-]/[NH3]=4.75
[OH-]=4.75×[NH3]/[NH4+]
というところまでわかっています。

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アンモニアの電離度が何%かを求めることができたら計算できると思うのですが、化学便覧に電離度について載っていませんでした。

また、pKaやpKb、pKcの違いがわかりません。
これにはどのような意味の違いがあるのですか?

Aベストアンサー

あくまでも計算による理論的な値です。条件はおよそ pH>8 程度の場合。


NH3のpKb=4.76、Kw=10^(-14) とします。

pKa=-log(Ka)、pKb=-log(Kb)
一般にはKaは酸、Kbは塩基の解離定数です。



近似的に、[OH^-]^2/(C-[OH^-])≒Kb より、

NH3初濃度:C≒Kw{Kw+10^(-pKb-pH)}/10^(-pKb-2pH)
=10^(2pH-23.24)+10^(pH-14)M


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