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1*10^-7 Mの硫酸水溶液のpHを求める問題なのですが、与えられているのが水のイオンKw=10^-14のみです。

希薄な硫酸なので1段階の解離は完全に起こるとして、2段階は解離しないと考えていいのだと思い、といてみましたが、pH=7になってしまいます。

しかもKwを使いません。

自分でも間違っていると思います。

どなたが詳しい方いらっしゃいましたら教えてください。

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A 回答 (5件)

H2SO4は、


H2SO4 → H^+ + HSO4^- とほぼ完全に解離しますが2段階目は平衡反応になり、
HSO4^- ⇔ H^+ + SO4^2- ;Ka=0.012 と必ずしも完全には解離しません。

しかし初濃度が1.0*10^(-7)Mと極めて小さいので、2段階目の解離度α≒1と仮定して求めてみます。
するとH2SO4の解離による[H^+]≒2*10^(-7)Mだから、
水の解離により生じる[H^+]=[OH^-]=x(M)とすれば、[H^+][OH^-]={x+2*10^(-7)}x=Kw、
x+2*10^(-7)=[H^+]とおくと、[H^+]^2-2*10^(-7)[H^+]-Kw=0、[H^+]=2.41*10^(-7)、よってpH=6.6
またα=[SO4^2-]/10^(-7)=Ka/([H^+]+Ka)≒1だから仮定は妥当。
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この回答へのお礼

詳しくありがとうございます。
理解できました。
一度やって理解したことなのに数年立つとだめですね。

ありがとうございました。

お礼日時:2008/08/24 10:09

>>#1,>>#4


では 10^-9 mol/L の HCl と H2SO4 の pH を求めてください.
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極めて薄い硫酸溶液ですから、解離は1段、2段に関係なく、100&解離


 していると考えて差し支えないと思います。
 従って、計算はNo.1さんので間違いないと思います。
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#1 の回答ではだめです.それでいいなら,10^-7 mol/L HCl はやはり 7 になってしまいます.明らかに変ですね.


希薄なので,「2段とも解離する」,とやるのが一つ.
もうひとつは,水自体の電離を考慮することです.中性の水がなぜ pH 7 なのかといえば,水自体が電離するからなわけです.
そのためには,水のイオン積の式,電荷バランスの式を立て,連立方程式と考えるという手順が必要です.
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この回答へのお礼

そのことで悩んでいました。
電荷収支にOH-を組み込むのを忘れていたのが原因でした。
ありがとうございました。

お礼日時:2008/08/24 10:08

こんにちは。



硫酸は、H2SO4ですから、H+が2個ありますよね。

つまり、
[H+] = 2×10^(-7)

pH = -log[H+] = -log(2×10^(-7))
 = -log2 - log10^(-7)
 ≒ -0.30 + 7
 = 6.7

以上、ご参考になりましたら。
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この回答へのお礼

2段階まで解離ということですね。
ありがとうございました。

お礼日時:2008/08/24 10:07

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