常温pH7においての水の[H2O]と[H3O^+]の割合を求めよ。この問題のことで質問です。まず、水の濃度を求めると約55.6Mでした。[H3O^+]は[H^+]のことであり、pH7なので[H^+]の濃度を10^-7としました。[H3O^+]の割合は10^-7/55.6の式から、1.8×10^-9になりました。この問題の[H2O]の割合はどう求めるんですか?それと、[H3O^+]の割合は1.8×10^-9で正解ですか?

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A 回答 (1件)

[H3O^+]の割合は1.8×10^-9で正解だと思います。


ということは、その残りがH2Oということになります。

H2OとH3O+の割合が問われているのであれば、回答としては、H2O:H3O^+=1:1.8x10^-9 とするのがスマートだと思います。
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[H+]=(c×Ka)=(0.1×1.75×10^-5)=1.32×10^-3
pH =‐log[H+]=2.88
質問ですが、この式をかいせつしてください!

Aベストアンサー

[H+]=(c×Ka)
ここがちがいます。見落としがありますよ。

QH3O^+はあるのにH4O^2+はなぜないのか

アンモニアは非共有電子対が1つあるので、水素イオンが1つ配位してアンモニウムイオンになりますよね。
でも水は非共有電子対が2つあるのに、オキソニウムイオン(H3O^+)にしかならい。
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専門家の方回答よろしくお願いします。

Aベストアンサー

> 水素イオンが1つ配位してアンモニウムイオンに

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 中性の「アンモニア分子(NH3)」に +1 の電荷を持つ「プロトン(H(+))」がくっついて +1 の電荷を持つ「アンモニウムイオン(NH4(+))」ができる。

 では,お書きの「H4O(2+)」ができる反応はどんな反応でしょうか。こうなります。

 H2O + H(+) → H3O(+)
 H3O(+) + H(+) → H4O(2+)

 つまり,「水分子(H2O)」に「プロトン(H(+))」が2個同時にくっつくのではありません。「水分子(H2O)」に「プロトン(H(+))」がくっついてできた「オキソニウムイオン(H3O(+))」に「プロトン(H(+))」がもう1個くっついて「H4O(2+)」になります。

 「NH3」や「H2O」は中性ですので,そこに +1 の電荷を持った「H(+)」が来ても受け入れる事は可能です。

 が,「H3O(+)」は既に +1 の電荷を持っています。+1 の電荷を持ったもの +1 の電荷を持った「H(+)」が近付くのは困難です。+電荷同士は反発しますから。

 そのため,「H3O(+)」にしかなりません。

> 水素イオンが1つ配位してアンモニウムイオンに

 NH3 + H(+) → NH4(+)

 中性の「アンモニア分子(NH3)」に +1 の電荷を持つ「プロトン(H(+))」がくっついて +1 の電荷を持つ「アンモニウムイオン(NH4(+))」ができる。

 では,お書きの「H4O(2+)」ができる反応はどんな反応でしょうか。こうなります。

 H2O + H(+) → H3O(+)
 H3O(+) + H(+) → H4O(2+)

 つまり,「水分子(H2O)」に「プロトン(H(+))」が2個同時にくっつくのではありません。「水分子(H2O)」に「プロトン(H(+...続きを読む

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サリチル酸C7H6O3は水溶液中でC7H6O3→C7H5O3-+H+のように電離する。サリチル酸の10.0mM水溶液のpHは2.57であった。サリチル酸のpKaを求めよこの問題の解き方を途中式を含めて詳しく教えてください

Aベストアンサー

サリチル酸の解離平衡は次式で表される。
 HX=H^++X^- (1) この解離定数はK_a=[H^+ ][X^- ]/[HX] (2)
この平衡では常に次の質量バランスと電荷バランスが成り立つ。
  Xの化学種の総量は一定であるから
 A=[HX]+[X^- ] (3)
  Aは最初に調製した酸溶液の濃度 ここでは10.0mol/Lである。
  正電荷と負電荷のバランスは
 [H^+ ]=[X^- ]+[〖OH〗^- ]=[X^- ]+K_w/[H^+ ] (K_w=[H^+ ][〖OH〗^- ]=〖10〗^(-14)) (4)
ここで(2),(3),(4)より次式を得る。
[X^- ]=[H^+ ]-K_w/[H^+ ] [HX]= A-[X^- ]=A-[H^+ ]+K_w/[H^+ ] (5)
 この問題に於いて最初の10.0mol/L溶液のpHが2.57で有る時、式(2)からは
 K_a=[H^+ ][X^- ]/[HX] =[H^+ ]([H^+ ]-K_w/[H^+ ] )/(A-[H^+ ]+K_w/[H^+ ] ) これに与えられた数値 A=10.0×〖10〗^(-3) [H^+ ]=〖10〗^(-2.57)を代入すれば
  解離定数を計算できます。計算はご自分で 確認してください。
計算のこつは10のマイナスの指数で非常に小さな数は省略して近似計算をすることです。
化学の計算問題は根気です。

サリチル酸の解離平衡は次式で表される。
 HX=H^++X^- (1) この解離定数はK_a=[H^+ ][X^- ]/[HX] (2)
この平衡では常に次の質量バランスと電荷バランスが成り立つ。
  Xの化学種の総量は一定であるから
 A=[HX]+[X^- ] (3)
  Aは最初に調製した酸溶液の濃度 ここでは10.0mol/Lである。
  正電荷と負電荷のバランスは
 [H^+ ]=[X^- ]+[〖OH〗^- ]=[X^- ]+K_w/[H^+ ] (K_w=[H^+ ][〖OH〗^- ]=〖10〗^(-14)) ...続きを読む

Q酸で処理するのH+とH2OとH3O+について

写真を添付したので、その反応での質問です。
この問題は、エノンに、(1)CH3MgI、(2)HCl、を反応させています。

写真で(a)→(b)までは分かるのですが、(b)以降H+やH2Oが現れて付加します。このH+やH2Oというのは初めにH3O+が存在し、H+付加の後にH2Oが残りH2Oが付加するのでしょうか?

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Aベストアンサー

(b)以降は、反応の後処理としての酸による加水分解です。
具体的には反応溶液に希塩酸などを加えることになります。
ただし、その時の酸(ここではH+、ただし、H3O+と書いても本質的に違いはない)というのは触媒であって、反応するのはH2Oです。だから、『酸触媒による加水分解』ということです。
ただし、反応機構を考えるにあたって、+と-の間で反応が進むと考えるのが基本です。(b)から(c)への変化は、電子の豊富な二重結合を狙って電子不足のH+がくっつくことになり、その結果生じた正電荷がOCH3が結合した炭素上(あるいはそのO原子上)に生じるので、今度はそこを狙って、電子の豊富な(δ-をもつ)H2OのO原子が求核攻撃をすることになります。
・・・とすべてがこんな調子です。

ただし、前述のように、水溶液中ではH+とH3O+は本質的に同じものなので、これらがごちゃ混ぜで出てくるような書き方は好ましくありません。なので、より書きやすい方を選んで書けば良いことになります。また、『酸触媒』なので、OH-を書くのもダメです。酸性ではその濃度は極めて低いはずですからね。その代わりにH2Oを書いて、Oの部分で反応した後にH+が取れるように書きます。それならば酸触媒ということと矛盾しません。これが『お約束』です。

答えになっているかどうかわかりませんが、正電荷と負電荷(部分電荷δ+、δ-を含む)というものを意識し、かつ酸性か塩基性化を意識して見直せばかなりのところまでわかると思います。

(b)以降は、反応の後処理としての酸による加水分解です。
具体的には反応溶液に希塩酸などを加えることになります。
ただし、その時の酸(ここではH+、ただし、H3O+と書いても本質的に違いはない)というのは触媒であって、反応するのはH2Oです。だから、『酸触媒による加水分解』ということです。
ただし、反応機構を考えるにあたって、+と-の間で反応が進むと考えるのが基本です。(b)から(c)への変化は、電子の豊富な二重結合を狙って電子不足のH+がくっつくことになり、その結果生じた正電荷がOCH3が結合し...続きを読む

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SO2+2H2O→(←)HSO3(-)+H3O(+)が平衡状態にあるときに
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Aベストアンサー

SO2というのは気体です。その溶解度をどう考えるかという問題がありますし、水に溶けた状態を考えるのであれば、SO2ではなくH2SO3と書くべきでしょう。
その辺りがはっきりしないので答えにくい(というより問題の妥当性に疑問がある)のですが、どうしても判断せよということであれば、右向きに移動するということになるのでしょうが、平衡定数自体が変化するわけではなく、SO2とHSO3-の比率に関して、後者が多くなる方向に変化するという意味です。


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