今塾のアルバイトをしているのですが生徒からの次の質問に答えられなくて困っています。 
問 0.1モルの酢酸を100倍に薄めると陽イオンの数はどのように変化するか?
これは教科書の問題で答えはありません。 範囲は解離度のところです。 
分かる方いらっしゃいましたら答えと高1の子が分かるような解説もしくはサイトを教えてください。お願いします。

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A 回答 (5件)

rei00 です。

お礼拝見しました。

> ただrei00さんの自信なしと言うのが気になるのですが・・・

 すみません,混乱させた様ですね。もちろん,ここに回答として書く以上は,考え方は「自信あり」です。

 ただ,1)計算間違いを犯している可能性,2)お書きの「問」の主旨が不明,3)『高1の子が分かるような解説』かどうかが不明,で「自信なし」です。この辺りの事,プロフィールにも若干記載しておりますので,参考にして下さい。

 それに,『範囲は解離度のところです』とあるのに,「解離度」を全く無視した回答になっていますし・・・。


 やっぱりこの回答は,「(rei00 に関する)専門家」の「自信あり」にすべきなんだろうな・・・。案外,自分自身の事って分かっていないんだけど・・・。
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この回答へのお礼

返事遅くなってすいません。
自身なしにしてた理由も分かりました。
私もrei00さん同様「問」の主旨がいまいち分からなかったのですが、改めて勉強してより理解することが出来ました。
また何かありましたら宜しくお願いします。
みなさん、ありがとうございました。

お礼日時:2002/03/05 14:42

 まづ確認いたしますが,お書きの質問中の『0.1モルの酢酸を100倍に薄める』と『陽イオンの数』はその通りでしょうか?



 もし『陽イオンの濃度』でなければ,nnngggooo さんがお書きの『100倍に薄める→解離度は大きくなる→酢酸自体はより解離する→H+の「数」は増える』で正しいように思います。

 高1で何処までの知識を使って説明してよいのか判りませんので,以下の説明は nnngggooo さん用の説明とお考え下さい。


 まづ,酢酸の解離平衡( AcOH ←→ H+ + AcO- )の平衡定数を K とします。今,酢酸 C [mol/L] の溶液とすると,K = [AcO-][H+]/[AcOH] で,水の電離を無視すると [AcO-] = [H+] ですから,K = ([H+]^2)/(c-[H+]) になります。これを解くと,[H+] = -K/2 + (1/4){√(K^2 + 4Kc)} です。

 手元の資料では 25℃で K = 1.845 x 10^(-5) とあり,c = 0.1 [mol/L] の場合と,c = 0.001 [mol/L] の場合で計算してみて下さい。c = 0.1 [mol/L] で [H+] ≒ 10^(-3) [mol/L],c = 0.001 [mol/L] で [H+] ≒ 10^(-4) [mol/L] になります。

 ここで最初の『陽イオンの数』か『陽イオンの濃度』かが問題になります。『陽イオンの濃度』であれば,この結果通りで,100倍に薄めると(10分の1)に減ります。

 しかし,『陽イオンの数』だとすると,『0.1モルの酢酸を100倍に薄める』と溶液の量は100倍になりますから,数は(10分の1)の100倍で10倍に増えます。

 いかがでしょうか?
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この回答へのお礼

hk29さん、rei00さん回答ありがとうございます。
解説の通り冷静に考えてみると、濃度は減るがイオンの数は増えるという確信が持てました。ただrei00さんの自信なしと言うのが気になるのですが・・・
大学生の学力低下を身をもって感じます。
これからも日々精進しますのでまた何かありましたら宜しくお願いします。

お礼日時:2002/03/02 03:09

100倍に薄めると、確かに解離度は大きくなります。

理論的には10倍になります。しかし、問題は濃度、mol/Lです。体積は100倍になりますので、濃度的には1/10になります。
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0.1モルを100倍に薄めると0.001モルになります。

(ちなみに薄めるのは水でですよね)
AcOH=k・AcOー + k・H+ + (1-k)AcOH
kは乖離度です。
左辺の酢酸の濃度が0.001モルですのでH+の濃度は
乖離度かけるモル数ですのであとは計算するだけです。
酢酸は弱酸なので塩酸などの強酸と違い乖離度が問題になります。
酢酸の乖離度はわかりますか?
また、酢酸のpHが7近辺になりますと水の乖離度も無視できなくなります。

この回答への補足

hk29さん、ADEMUさん、早速の回答ありがとうございます。
hk29さんの言われている通りmol/Lの間違いです。すいません。
問題の雰囲気からして計算でこたえを出すような感じではなかったのです。(この問題にだけ答えが無かったので・・・)
私の考えは、100倍に薄める→解離度は大きくなる→酢酸自体はより解離する→H+の「数」は増える となり、答えは「増える」ではないかと思うのですがどうでしょうか?
よろしければもう1度回答下さい。お願いします。

補足日時:2002/02/28 22:02
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 厳密には、問は0.1モルの酢酸ではなく、0.1mol/Lのことと思います。


 高校の化学((2))(高校3年生レベル)の分野でよく取り扱う問題です。結論から言うと、100倍に薄めても、平衡移動があり、その結果、水素イオンは10分の1にしかなりません。PHは(電離度がこの濃度レベルでは0.01であることを考慮するので)3から4にしか変化しません。ただ、高校1年生にこのことを説明することはかなり難しいことです。でも、高校の化学の参考書であれば、必ず出ています。
 ルシャトリエの平衡移動の原理をうまく説明できれば、定量的が無理でも、定性的には理解させることができると思いますが。
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