NaOH水溶液のｐH

Question

20%NaOH水溶液のpHっていくらになるのでしょうか？かなり値が高くなるとは思うのですが。教えてください！

loveobo · Accepted Answer

水酸化ナトリウム水溶液の密度は、室温で約 1.2 g/mL です (細かい値は
理科年表 や 化学便覧 基礎編 II をお調べ下さい)。20%水溶液１L の質量は
約 1200 g、溶けている NaOH は何グラムか計算すれば、NaOHのモル濃度が
決まります。完全解離として、OH-のモル濃度から pOH を求め、pH に換算
すれば良いでしょう。

rei00 · Answer

rei00 です。私からも少し補足しておきます。

ma-mu さん：
> 理論上１４を超えてしまいましたが良いのでしょうか？
　pH が 14 を越えても良いかどうかについては Zincer さん，loveobo さんの回答がありますのでお分かりと思います。
　ところで，ma-mu さんはｐＨの範囲について教わった事がおありでしょうか？おそらく○～○といった形では習っていないと思います。つい，1～14 等と考えてしまいますが，これは水のイオン積（Kw）が 1.0x10^(-14) なので，通常そうだと言うだけで理論的にこの範囲というわけではありません。実際に習っているのは，中性の水の pH は 7，pH < 7 で酸性，pH > 7 でアルカリ性と言った事だけのはずです。

Zincer さん：
> ２０Ｗ／Ｖ％（Ｖ：容積（ｍｌ単位）の意味）
loveobo さん：
> 生物系では溶液をＷ／Ｖで表すことが多いようです。
　そうですね。生物系では，主として固体の量は g で量り液体量は ml で量る事から，固体／液体の場合は W/V% になりますね。
　ただ，化学系ではどうでしょうか。何もなく％だけがあった場合，W/W% と考えるのが普通のようにも思いますが。
　なお，「第１１改正　日本薬局方」（チョット古いですが）には，『重量百分率は %，重量対容量百分率は W/V%，容量百分率は V/V% 及び容量体重量百分率は V/W% を用いる。また百万分率は ppm の記号を用い，通例，重量対重量百万分率を示す。』の規定があります。つまり，％だけであれば重量百分率の意味であり，それ以外の場合は W/V 等を明記しなければいけない事になっています。

loveobo · Answer

＞理論上１４を超えて
１～１４をはみ出すｐＨに違和感があるかもしれませんが、原理的に
その範囲に限られるわけではなく、タンクローリーで流通する NaOH や
HCl は、完全解離を仮定すると、pH 15.2 (NaOH)／pH -1.1 (HCl) ほど
になります。ただし、あまり高濃度になりますと、Zincerさんが指摘
されたように完全解離からズレてきますし、厳密なｐＨ値が実践的な
意味を持つ場面は少ないと思います。

化学の分野で得に断らない％表示は、溶液ならＷ／Ｗ、気体ならＶ／Ｖ
と認識していますが、生物系では溶液をＷ／Ｖで表すことが多いようです。
化学屋の私も、反応槽の容積効率に注目するときはＷ／Ｖ％で言うことが
ありますが、書くときは [L/kg] などを使う（％表示の混乱を避ける）
ようにしています。

Zincer · Answer

取りあえず答は得られたみたいですが一言．．．
皆さんは専門家過ぎて難しく考え過ぎです。
「20%NaOH水溶液」とありますがこの％が曲者で二つの解釈ができます。

１）２０Ｗ／Ｗ％（Ｗ：重量の意味）
つまり溶液１００ｇ中に溶質が２０ｇ溶け込んでいる濃度
この場合他の方の回答にあるように、ｍｏｌ濃度などに換算する場合、密度などの溶液の物性値が必要になります。

２）２０Ｗ／Ｖ％（Ｖ：容積（ｍｌ単位）の意味）
こちらの方が簡単で、溶液１００ｍｌ中に溶質が２０ｇ溶け込んでいる濃度
要するに「２００ｇ／Ｌ」（ma-muさんの求めている溶液はこちらの方と思います。）
化学屋さんの表記をすれば
ＮａＯＨの場合（式量：４０ｇ／ｍｏｌですから）
５ｍｏｌ／Ｌ＝５Ｎ－ＮａＯＨ水溶液
と言うことです。
かなりの高濃度ですので取り扱いにはお気を付け下さい。

＞理論上１４を超えてしまいましたが良いのでしょうか？
と、ありますが完全解離と仮定すると１Ｎ（規定）の「ＯＨ-」溶液のｐＨが１４ですから明らかに超えています。厳密に言えば活量係数を考慮する必要がありますが５Ｎで１４を下回ることはないと思います。（数値未確認の為、自信無し）

それともう1つ。
実際のｐＨをガラス電極のｐＨメータ等で測定しないようにして下さい。ガラス電極を痛めることになります。

rei00 · Answer

loveobo さんの回答がありますので充分かとは思いますが・・・・。

　どの程度の精度で pH をお知りになりたいのかにもよりますが，およその数値であれば次の様にして求める事も可能です。

　20% NaOH 水溶液ですから，NaOH 20 [g] と水（H2O）80 [g] です。ここで，水 80 [g] は 80 [mL] と考えられますから，NaOH が溶けている事による体積変化を無視すると，モル濃度は 20 [g]/40 [g/mol]/0.08 [L] となります。後は，pOH を求めて pH を求めれば良いですね。

　ちなみに，loveobo さんの方法と私の方法では小数点以下２桁まで同じになります。後は，どの程度の精度の数値が必要かによって考えて下さい（勿論，loveobo さんの方法が正確な数値を与えます）。

NaOH水溶液のｐH

水酸化ナトリウム水溶液の密度は、室温で約 1.2 g/mL です (細かい値は

rei00 です。

＞理論上１４を超えて

取りあえず答は得られたみたいですが一言．．．

loveobo さんの回答がありますので充分かとは思いますが・・・・。

この回答への補足

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　loveobo さんの回答がありますので充分かとは思いますが・・・・。