どんな式で水と濃硫酸(98%)の体積の比を求めたのか詳しく教えてもらえますか?pH4以外のも比を求めなくてはいけなくなりました。実に困ってます。緊急事態ですえ。

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A 回答 (1件)

 pH の一番簡単な定義は、pH = -log[H+] です。

(本当はちょっと違うのですが、今回は無視できます。)すなわち水素イオン濃度(モル単位、M、 mol / L)の対数の符号を反転したものです。例えば、
水素濃度 0.01 M は、-log(0.01) = 2 なので pH = 2
水素濃度 0.0001 M は、-log(0.0001) = 4 なので pH = 4
となります。

 濃硫酸は、比重 1.84 なので1 L の質量は 1840 g。分子量 98.08 で、濃度 98% なので、1840 x 0.98 / 98.08 = 18.4 M すなわち 36.8 N です。(ずれた!!普通は 96% なので 36.0 N になるのです。)すなわち硫酸 1 L あたり 36.8 mol の水素イオンを持っています。よって水素イオン濃度を 0.0001 M にしようとすると、硫酸の量は 0.0001 / 36.8 = 2.71 x 10~(-6) L つまり 2.71 micro litter です。(ごめんなさい。ずれました)ただし、硫酸の中の水素イオンがすべて解離しているという条件です。(重要!)

 強酸は希薄溶液下では、水素イオンと共役塩基に完全解離していると見なせます。硫酸は強酸ですが、2つ水素イオンを持っているので(H2SO4 なので)すこし特殊なのですが、pH が3程度なら完全解離とみてさしつかえ有りません。(塩酸のように一価のものは、pH = 1 でもだいたい大丈夫。)また、あまりに薄いと水由来の水素イオンが影響してくるので、pH = 6 程度までが有効です。

分析化学の教科書には詳しく載ってます。

例:
pH = 3.5
水素イオン濃度は 10^(-3.5) = 0.00032、よって 0.00032 / 36.8 = 8.59 x 10^(-6) つまり 8.59 micro litter。

pH = 4.3
水素イオン濃度は 10^(-4.3) = 0.000050、よって 0.00032 / 36.8 = 1.36 x 10^(-6) つまり 1.36 micro litter。


 というわけで、いかかどすか?(濃度・比重の数値が違うかも知れないので、規定値を再計算してして使ってください。)
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