2種類の炭酸溶液の混合溶液のpH

重曹溶液と、大気圧下でCO2が溶けた水(以後炭酸水)を混合してできる溶液のpHを理論的に求めたいのですが、いい方法が思い浮かびません。
わかっている事は、混合前の重曹溶液の[HCO3-]、pH、水温と、炭酸水の[H2CO3]、[HCO3-]、pH、水温です。
初めは、pHが分かっているので混合比による[H+]の総和と思っていたのですが、実測値に合いませんでした。
きっと、混合時のpH変化に伴うH2CO3⇔HCO3-⇔CO3^2-変動を考慮していなからでは？と思ったのですが、どう考えれば良いのかわかりませんでした。
知りたいのは、どの様に考慮してpHを求めればいいかです。

質問は初めてです。よろしくお願いします。

No.2 ベストアンサー 回答者： nious 回答日時： 2008/07/03 20:27

#1ですが、同温という事で続きを書きます。

#1に記した計算から炭酸水の分析濃度をC1(M)、混合する体積をα(L)
重曹をC2(M)、その体積をβ(L)とすると、
混合溶液の炭酸の分析濃度=(C1α+C2β)/(α+β)=C(M)、また[Na^+]=C2β/(α+β)=D(M)とおきます。
溶液は酸性と仮定して[OH^-]を無視すると、

[H^+]^3+(K1+D)[H^+]^2+K1(K2+D-C)[H^+]+K1K2(D-2C)≒0

この方程式を解いて仮定が妥当かどうか確認して下さい。

この回答へのお礼

早い返信ありがとうございます。

何とか解いてみようと思います。
参考になりました。

お礼日時：2008/07/03 23:33

No.1 回答者： nious 回答日時： 2008/07/03 18:37

水温が大きく異なる場合は難しいですね。

同じ位なら計算可能だと思いますが。

炭酸水と重曹水溶液は、どちらの炭酸の「分析濃度C」も、
[HCO3^-]とpHが分かっているから、
C=[HCO3^-]([H^+]^2+K1[H^+]+K1K2)/(K1[H^+])M で求められます。

後はこれを元に混合した場合の炭酸の分析濃度を計算して、
[H^+]+[Na^+]=[HCO3^-]+2[CO3^2-]+[OH^-] から[H^+]の方程式を作り解いて終了
ってところでしょうが、温度が違うと混合後の温度が問題になるでしょう。

この回答へのお礼

早速の回答ありがとうございます。
水温については、同じと仮定しています。
ちなみに、2つ目の式の[OH-]はKwから無視できると考えてるのですがそれは大丈夫でしょうか？
この回答を参考にもう少し考えてみたいと思います。
ありがとうございました。

お礼日時：2008/07/03 19:51