酸度（%）とｐHの関係を教えてください

pHが2.8から3.1くらいのものでも酸度が6.3%だったり0.07%だったりするのはなぜでしょう？
対象はほぼ酢酸です。

No.1 回答者： yumityan 回答日時： 2002/02/17 16:10

こんにちは

酢酸は有機酸で、弱酸ですから濃度が濃くてもｐＨがそんなに低くはなりません。
ただし、塩類が共存していると水素イオンの移動性が高くなり、ｐＨは低くなります。
酸度はそこ含まれている水素イオンの総量を示しています。
ｐＨは水素イオンの濃度です。従って電離度によってｐＨが大きく変わってきます。
おそらくは、共存する塩類の影響によりｐＨが違う結果になっているものと思います。

この回答への補足

つまり弱酸である酢酸の場合
酸度（水素イオン総量）　低--高
ｐH（水素イオン濃度）　あまり変わらない
塩類が共存し電離が進んでいると
酸度（水素イオン総量）　低--高
ｐH（水素イオン濃度）　 高--低
と大きく変わってくるということでしょうか？
濃いものを希釈した場合にpHはあまり変わらない
が酸度が二桁も減る場合は塩類濃度が低くなって
しまうからということでしょうか？
この場合の塩類と言うのは電解質なら何でも？

補足日時：2002/02/17 21:44

No.2 回答者： loveobo 回答日時： 2002/02/17 23:06

含まれている酢酸のうち、解離してＨ+ を出しているのは一部です。

yumityanさんがお書きの「含まれている水素イオンの総量」は、
「解離していない酢酸も含めた量」ですね。まず、酢酸以外の成分を
無視して、酢酸（分子量60.05）の解離平衡を考えてみましょう。
ＣＨ3ＣＯＯＨ ←→ ＣＨ3ＣＯＯ- ＋ H+
解離定数 Ｋa ＝ １０^-4.76 mol/L として計算してみます。

pH 3.1 なら [Ｈ+] ＝ 7.94 x 10^-4 mol/L
これが全て酢酸由来なら　[ＣＨ3ＣＯＯ-] ＝ 7.94 x 10^-4 mol/L
Ｋa ＝ [Ｈ+]・[ＣＨ3ＣＯＯ-]／[ＣＨ3ＣＯＯＨ] ですから、
解離していない酢酸の濃度は
[ＣＨ3ＣＯＯＨ] ＝ [Ｈ+]・[ＣＨ3ＣＯＯ-]／Ｋa ＝ 3.63 x 10^-2 mol/L
酸度に相当する全酢酸濃度は
[ＣＨ3ＣＯＯＨ] ＋ [ＣＨ3ＣＯＯ-] ＝ 3.71 x 10^-2 mol/L
この酢酸水溶液 1.0 L を 1000 g と近似すれば
3.71 x 10^-2 x 60.05／1000 ＝ 0.22重量％

同じ要領で、pHを少しずつ変えて計算してみると、
pH 3.35 が 0.07％、pH 2.37 が6.31%酢酸に相当すると算出されます。
yogorozaさんがお書きの「pH 3.1～2.8、酸度 0.07～6.3％」とは少し
ズレていますが、解離平衡は他の成分の影響を受けますし、解離定数も
分子量も異なる酸を酢酸換算している影響もあるでしょう。

もう少し直感的に書くなら、「酢酸濃度を１００倍くらい薄めても、
平衡が移動して解離しやすくなるので、水素イオン濃度は１／１０ほど
しか低下せず、しかも『対数表記』の pH は１ほどしか増えない」
ということです。

この回答への補足

詳しい解説ありがとうございます
純酢酸の場合に近いようですが
塩類があると解離が進んでpHが低く
解離平衡によらず変化する事も
あるようですが
塩類とは逆に働くものって
あるのでしょうか？

補足日時：2002/02/18 05:30

No.3 回答者： yumityan 回答日時： 2002/02/18 00:15

こんばんは

説明が不十分だったみたいなので補足します。

＜塩類が共存し電離が進んでいると
＜酸度（水素イオン総量）　低--高
＜ｐH（水素イオン濃度）　 高--低
これは逆です。濃度が高いほどｐＨは低くなります。

＜濃いものを希釈した場合にpHはあまり変わらないが酸度が二桁も減る場合は塩類濃度が低くなってしまうからということでしょうか？

酸度は酢酸の総量によって決まります。
ｐＨが塩類の濃度で変わるのです。
質問を逆にして、酸度が6.3%だったり0.07%なのにpHが2.8から3.1とあまり変わらないのは何故でしょう？とすべきですね。

＜電解質ならすべてｐＨが低くなるか？
どうでしょうか、良く分かりませんが、塩化ナトリウムや塩化カリウムは確かにそうなります。
loveoboさんの詳しい解説がありますが、現実の溶液ではｐＨが大きく変わることが（と言っても２位でしょうか）あります。
土壌の酸性度を測定する際には、１ｍｏｌ－ＫＣＬで溶解しますが、ｐＨは大きく変わります。これは土壌のコロイドの帯電を抑制することもありますが。

この回答への補足

質問のしかたも補足の入れ方も悪くて
すみませんでした。
ありがとうございました。

補足日時：2002/02/18 06:30

この回答へのお礼

補足とお礼が逆になってしまいましたが
酸度2.6、pH3.0程の液10mlに塩を0.5gほど入れて
みましたがpHに変化はないようでした。
他に何か原因は考えられますか？

お礼日時：2002/02/18 12:39

No.4 ベストアンサー 回答者： loveobo 回答日時： 2002/02/19 01:42

yumityanさん＃３の土壌分析の事例は私にはわかりませんが、

単に酢酸の水溶液にKClやNaClを加えてもpHは動きません。

yogorozaさんは「酸度」をどのように測定（あるいは定義）して
おいででしょう？　例えば、被験サンプルをNaOHで滴定して、
中和に要したNaOHの mol数を酢酸 60 g/mol に換算している
のでしょうか？　仮にそうなら、酢酸より解離定数の大きい酸
（安息香酸とか）が含まれればpHは低めになり、解離定数の
小さい酸（フェノールとか）が含まれればpHは高めになります。

塩類のうち確実に影響するのは酢酸ナトリウム等です。酸度を
上記のように測定（定義）するなら、酢酸ナトリウムの有無は
酸度に影響を与えませんが、＃１に書いた酢酸の解離平衡の式
Ｋa ＝ [Ｈ+]・[ＣＨ3ＣＯＯ-]／[ＣＨ3ＣＯＯＨ]
の[ＣＨ3ＣＯＯ-]が増加するため、pHは高くなります。

一方、CaCl2等が共存すると、酢酸の一部が
2 CH3COOH + CaCl2 → (CH3COO)2Ca↓ + 2 HCl
のように塩酸（ほぼ完全解離）に置き換わっていて、酸度の割に
pHは低くなるでしょう。

いずれにせよ、酸度だけではpHは決まらないのです。

この回答へのお礼

酸度の測定は緩衝液を使って滴定により酸度のわかっている規定液を定量加えた場合ののpH変化量と被験サンプルを定量加えた場合のpH変化量から算出しています。
酸度とpHの関係がよくわかりました。
ありがとうございました。

お礼日時：2002/02/21 07:48