水と濃硫酸の話の続き

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。

No.1 ベストアンサー 回答者： masa1000rx 回答日時： 2001/02/27 23:22

　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。）