0.01Mの酢酸緩衝液(pH5.6)に過塩素酸ナトリウムを100mM加えました。その時のpHは変化するのでしょうか?また、その変化量は塩の種類によるのでしょうか。また、簡便な緩衝液に対する解説書など紹介していただけたら幸いです。

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A 回答 (4件)

rei00 です。

補足拝見しました。

どんな目的に使うかによるかも知れませんが,その内容であれば,書いてられる様に,「あらかじめ10mMの酢酸緩衝液(pH 5.6)を作っておいて、過塩素酸ナトリウムをその溶液に溶かして作」れば良いと思います。

念のため最初に作った時に,そうやって作った溶液の pH を一度 pH メータで測って確認しておけば,以後はそのままでも大丈夫かと思います。
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「簡便な緩衝液に対する解説書など紹介していただけたら」との事ですが,緩衝液のどんな事をお知りになりたいのでしょうか。

詳しい事でしたら,MiJun さんがお書きの成書がよろしいかと思います。

また,もっと簡単なことでしたら,分析化学の教科書に必ずのっていますので,図書館ででも調べてみて下さい。

「その時のpHは変化するのでしょうか?また、その変化量は塩の種類によるのでしょうか。」については,緩衝液の定義を dragon-2 さんのペ-ジ等で御覧下さい。通常は,定義から明らかです。ただし,厳密には何 ml の緩衝液に何 ml の塩溶液を加えるかで変わってきます。極端な話,1 ml の緩衝液に 1000 ml の塩溶液を加えた場合,緩衝液の pH にほとんど関係なく pH は塩溶液の pH になるでしょう。

この回答への補足

回答有難うございました。
量の問題なのですが、過塩素酸ナトリウムが100mMの濃度になるように10mMの酢酸緩衝液(pH 5.6)を作りたいのです。あらかじめ10mMの酢酸緩衝液(pH 5.6)を作っておいて、過塩素酸ナトリウムをその溶液に溶かして作りたいのです。もっともpHメータで測れば何のこともないのでしょうが。
ちなみに私は計算式が大の苦手な生化学屋です。

補足日時:2001/02/22 17:26
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 緩衝作用については以下のURLを参照してください。


 計算については以下のURLでおこなってください。
 http://www.ed.kanazawa-u.ac.jp/~kashida/chapter2 …
 緩衝液は酢酸-酢酸ナトリウム緩衝液と思いますが、元の溶液は何mlですか。
 たぶん、計算できないと思いますが?

参考URL:http://s-mac-p92.sap.hokkyodai.ac.jp/info/ex3/te …
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直接的な回答ではありませんが、以下の成書がお勧めです。


----------------------------------
緩衝液の選択と応用 水素イオン・金属イオン  D.D.ペリン,B.デンプシー∥著  辻啓一∥訳
出版地 :東京
出版者 :講談社
出版年月:1981.1
資料形態:175p  21cm  2000円
原書名 :Buffers for pH and metal ion control.
件名  : 水素イオン/ 金属イオン
内容  : 文献:p166~170
NDLC: PA181
NDC : 431.71
請求記号:PA181-29
-------------------------------------------
更に以下はどうでしょうか(内容未確認!)
------------------------------------
わかりやすい水電解質/飯田喜俊,白井大禄/中外医学社/1999.
8水・電解質と酸塩基平衡/黒川清/南江堂/1996.4 
よくわかる酸塩基平衡/諏訪邦夫/中外医学社/1988.9 
酸-塩基の理論/Harmon L.F…[他]/化学同人/1985.3 
-------------------------------------
医学系の本も含まれているかもしれませんが、更に図書館等で探せば沢山あると思いますが・・・・?

ご参考まで。
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この回答へのお礼

たくさんの紹介有難うございます。
実はご紹介されている本の存在は存じております。
どうも数学が苦手でなかなか理解できないでおります。
勉強しろ、という叱責を覚悟の上で質問させていただいた次第であります。

お礼日時:2001/02/22 17:33

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クエン酸緩衝溶液(その種類に無関係):
H3C6H5O7 ⇔ H2C6H5O7^- + H^+
H2C6H5O7^- ⇔ HC6H5O7^2- + H^+
HC6H5O7^2- ⇔ C6H5O7^3- + H^+
H2O ⇔ H^+ + OH^-

Q緩衝液について 高校化学 CO2(水溶液)とNaHCO3の同物質量の混合液が緩衝液は緩衝液になるとワ

緩衝液について 高校化学


CO2(水溶液)とNaHCO3の同物質量の混合液が緩衝液は緩衝液になるとワークの問題に出てきました

CO2+H2O⇄ HCO3- +H+ …①
NaHCO3→Na+ + HCO3-

なので、①の平衡は左に寄っていて、
混合液に酸を加えると

HCO3- + H+ → H2CO3

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平衡状態であるので①式の4種(CO2、H2O、 HCO3- 、H+)はすべて存在している。
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無くなったH+を補うようにCO2+H2O⇄ HCO3- +H+ …①の反応が左から右へ起こるという反応が起きます。
高校レベルならこの考え方で問題ないと思います。

なぜそうなるかということについては大学レベルかもしれませんが
今回の反応式では(右辺の濃度の積)/(左辺の濃度の積)=一定…②であり、
イオンにほぼ乖離しないので左辺のCO2+H2Oの方に濃度は偏っています。
ここに酸(H+)や塩基(OH-)を加えた場合、
元々の濃度の高い左辺の濃度の積はほとんど影響を受けずに、
[影響を受けるレベルの酸塩基を加えると緩衝作用の効果の外になる]
元々濃度の低い右辺の濃度の積が大きくずれることから、
式②となるよう4種の濃度補正が行われるために平衡がずれていきます。

Q酢酸緩衝液 HCl pH計算

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回答よろしくお願いします。

Aベストアンサー

酢酸のpKaが4.74ということですよね?
これは、酢酸の解離平衡
AcOH ⇔ AcO- + H+
において、
[AcO-][H+]/[AcOH]=10^(-4.74) ・・・(1)
が成り立つということです。[ ]で囲んでいるのはモル濃度のことです。
また、簡単のために酢酸をAcOH、酢酸イオンをAcO-と記載しています。

HClを加える前の状態を考えると、合計の体積は20mlなので、酢酸
および酢酸イオンの濃度はそれぞれ
0.1*16/20=0.08
0.1*4/20=0.02
と(計算上は)なります。計算上と断っているのは、解離平衡がずれること
によってこれらの濃度は変わってしまうからです。ただ、両者の合計値が
変わることはありません。よって、
[AcO-]+[AcOH]=0.1 ・・・(2)

また、溶液全体として電荷は±ゼロになるので、
[AcO-]+[OH-]=[Na+]+[H+]
ここで[Na+]は上記の酢酸イオンと同じ計算で0.02mol/Lです。この
濃度は変わることはありません。よって
[AcO-]+[OH-]=[H+]+0.02
[AcO-]=[H+]-[OH-]+0.02 ・・・(3)

次に、水のイオン積より
[H+][OH-]=10^(-14)
[OH-]=10^(-14)/[H+] ・・・(4)

ここで(4)を(3)に代入してもいいのですが、この溶液は酸性であると予想され、
[OH-]<10^(-7)なので、0.02に比べて極めて小さくなります。よって
(3)は
[AcO-]=[H+]+0.02 ・・・(3)’
と近似できます。これを(2)に代入すると
[H+]+0.02+[AcOH]=0.1
[AcOH]=0.08-[H+] ・・・(2)’

(2)’と(3)’を(1)に代入して
[H+]([H+]+0.02)/(0.08-[H+])=10^(-4.74) ・・・(1)’
これは[H+]の二次方程式になり、地道に解くと6.85*10(-5)に
なるのですが、これは0.02や0.08に比べて極めて小さい値なので
(1)’は
0.02[H+]/0.08=10^(-4.74)
[H+]=4*10^(-4.74)
pHにすると≒4.1となります。

次に、HClを加えた場合ですが、(1)は変わりません。
[AcO-][H+]/[AcOH]=10^(-4.74) ・・・(1)

(2)については、全体の体積が21mlになるので、
[AcO-]+[AcOH]=2/21 ・・・(2)

(3)は、新たに塩素イオンが加わるので
[AcO-]+[OH-]+[Cl-]=[Na+]+[H+]
[Na+]=0.1*4/21=0.4/21
加えたHClは全量解離するので
[Cl-]=0.1*1/21=0.1/21
よって
[AcO-]+[OH-]+0.1/21=[H+]+0.4/21
[AcO-]=[H+]-[OH-]+0.3/21 ・・・(3)

(4)は変わりません。

ここからは、HClを加える前の場合と同じで、(4)を(3)に代入しても
いいのですが、今回はより酸性サイドなのでやはり[OH-]は極めて
小さく、
[AcO-]=[H+]+0.3/21 ・・・(3)’
と近似できます。これを(2)に代入すると
[AcOH]=2/21-[AcO-]
      =1.7/21-[H+] ・・・(2)’

(2)’と(3)’を(1)に代入して
[H+]([H+]+0.3/21)/(1.7/21-[H+])=10^(-4.74) ・・・(1)’
これも二次方程式を地道に解いてもいいのですが、
[H+]は0.3/21や1.7/21に比べて極めて小さいので、(1)’は
0.3[H+]/1.7=10^(-4.74)
[H+]=5.67*10^(-4.74)
pHにすると≒4.0ですね。

pKaの値から、pHは大体4から5前後だと予想できるので、HClを加える前の
計算は別にしなくてもいいと思いますが、一応確認のためやっときました。
計算を簡略にするためにどういう近似を使うかがポイントです。

酢酸のpKaが4.74ということですよね?
これは、酢酸の解離平衡
AcOH ⇔ AcO- + H+
において、
[AcO-][H+]/[AcOH]=10^(-4.74) ・・・(1)
が成り立つということです。[ ]で囲んでいるのはモル濃度のことです。
また、簡単のために酢酸をAcOH、酢酸イオンをAcO-と記載しています。

HClを加える前の状態を考えると、合計の体積は20mlなので、酢酸
および酢酸イオンの濃度はそれぞれ
0.1*16/20=0.08
0.1*4/20=0.02
と(計算上は)なります。計算上...続きを読む

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酢酸ナトリウムの分析濃度を C(CH3COONa) とすれば,緩衝領域では [CH3COO-] = C(CH3COONa) と近似してかまいません.ただし,これはあくまでも近似です.同様に,C(CH3COOH) を酢酸の分析濃度とすれば,[CH3COOH] = C(CH3COOH) と近似できます.これも,あくまでも近似です.

解離定数の定義より,pH = pKa + log([CH3COO-]/[CH3COOH]) ですが,緩衝領域近辺ではこれは pH = pKa + log{C(CH3COONa)/C(CH3COOH)} と近似できます.


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