弱塩基のｐHについて

重炭酸ナトリウム（NaHCO3）水溶液について
もともとはｐH＝8くらいですが、
常温で攪拌し続けると徐々にｐH＝9を超えるまで上がっていきます。
攪拌しないとｐHはあまり変わらないので、
攪拌することでOH基が解離しやすくなることは
有りうるのでしょうか？
（他に考えられる原因があれば教えてください）

No.1 回答者： doc_sunday 回答日時： 2009/05/31 09:56

二酸化炭素が抜けて炭酸ナトリウムが増えたのかも。

(笑)

No.2 回答者： htms42 回答日時： 2009/05/31 10:43

試験管に入れた炭酸水素ナトリウムの水溶液にフェノールフタレイン溶液を加えます。

薄いピンク色に着色します。
試験管を加熱します。濃い赤紫色に変化していきます。
息を吹き込みます。だんだんと色が薄くなっていきます。

２ＮａＨＣＯ３⇔Ｎａ２ＣＯ３＋Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２・

ＣＯ２が出て行くと平衡は右に移動します。

No.3 ベストアンサー 回答者： nious 回答日時： 2009/05/31 14:01

とりあえずNaHCO3の濃度を0.01Mとして考えてみます。

このとき溶液の[H^+]≒√(K1K2)だから(pH≒8.3)

[CO2]=0.01[H^+]^2/([H^+]^2+K1[H^+]+K1K2)=10^(-4)M

ところが大気圧が1atmのとき、CO2の分圧は3*10^(-4)atmだから、
もし十分な時間大気に触れさせておけば、25℃での飽和濃度[CO2]=10^(-5)Mを超えてしまう為に一部が大気中へ出てっちゃう。

すると[CO2]=10^(-5)Mを定数と見做せ、[Na^+]=0.01Mのまま不変だから電荷収支より、

[H^+]+[Na^+]=[HCO3^-]+2[CO3^2-]+[OH^-]

[H^+]+0.01=(K1[CO2]/[H^+])+(2K1K2[CO2]/[H^+]^2)+(Kw/[H^+])

[H^+]^3+0.01[H^+]^2-(K1[CO2]+Kw)[H^+]-2K1K2[CO2]=0

[H^+]=5*10^(-10)、pH=9.3程度になると計算されます。


撹拌によりこれと同じ事が短時間で起こったのではないでしょうか。

この回答への補足

ご回答ありがとうございます。
以下2点ついて教えていただけませんでしょうか？

(1)式中にある、K1とK2はどういう意味なのでしょうか？
（数値の出し方も教えてください）

(2)また、
電荷収支より、
[H^+]+[Na^+]=[HCO3^-]+2[CO3^2-]+[OH^-]
と書かれていますが、どのようにして出したのでしょうか？

補足日時：2009/05/31 23:39

No.4 回答者： nious 回答日時： 2009/06/01 10:00

#3です。

K1とK2はCO2の酸解離定数です。(pK1=6.35,pK2=10.33)

電荷収支についてはここに書くより、検索すれば沢山見つかるでしょう。(携帯からなんで面倒です)

また方程式は、0.01[H^+]^2-K1[CO2][H^+]-2K1K2[CO2]≒0

2次方程式に近似できます。