電荷均衡

Ag2CrO4の　0.05M Na2CrO4水溶液中における溶解度を計算せよという問題で、回答に電荷均衡というものが出てくるのです

電荷均衡で[Ag+] + [Na+] = 2[CrO4^2-] なぜこのような式が成り立つのでしょうか？
そもそも電荷均衡ってなんなんでしょうか？はじめて聞く言葉で戸惑っています。

等号の左と右の電荷も一致していないようにみえますし・・・・

No.1 回答者： c80s3xxx 回答日時： 2009/09/11 09:42

たとえば，NaCl の水溶液を考えると．

Na+ と Cl- という，荷電粒子がいるわけだけど，正電荷と負電荷の総量は同じはず．全体として±0 にならなきゃいけないから．これが電荷均衡．だから[Na+]=[Cl-] のはず．
Na2SO4 でも同じことを考えてみると．

この回答への補足

たとえばAg2CrO4水溶液の場合でAg2CrO4のみを考えたとき、
[Ag^+] はAg2CrO4を考えると[CrO4^2-]より２倍濃度が濃い
だから
[Ag^+]を[CrO4^2-]であらわすのに濃度の濃さを考えて

[Ag^+] = 2×[CrO4^2-]とあらわすことができるのは理解できるのですが、
なぜ上記の場合　[Ag^+]　と　[Na^+] がプラスされて表現されるのかがわかりません。
うまく説明できずすみません。

補足日時：2009/09/11 13:19

No.2 回答者： doc_sunday 回答日時： 2009/09/11 10:13

＃１様が専門家なので蛇足だけ。

溶液中には銀イオン(Ａg^+)とナトリウムイオン(Ｎa^+)それにクロム酸イオン(ＣrＯ4^2-)の濃度がほとんどで、水素イオンと水酸化物イオンの濃度は無視できます。
溶液全体が電荷を持つことはないと考えれば、一価の陽イオンの濃度の和を二倍すると二価の陰イオンの濃度にならなくてはいけません。

No.3 回答者： nious 回答日時： 2009/09/11 10:22

これは溶液が中性(pH=7)の場合ですね。

溶液は常に「電気的に中性」である。という前提を元にした式です。

濃度に電荷を乗じたものの和は常に0になると言う事と同義で、これを式で表したのがそれ。


※ HCrO4^-は弱酸だから(pK2=6.52)
「加水分解は無視できる」等が記載されていないとその式は成り立たないでしょう。

No.4 ベストアンサー 回答者： c80s3xxx 回答日時： 2009/09/11 15:01

> なぜ上記の場合　[Ag^+]　と　[Na^+] がプラスされて表現されるのかがわかりません。

電気的中性という条件を満たすためには，イオンが具体的になんであるかはどうでもよく，Ag+ も Na+ も，あくまでも電荷という意味では区別できないからです．この溶液相の中に，Ag+ と Na+ が両方いるという状況で，電気的中性条件を議論するだけであれば，
[Ag+]=0.1，[Na+]=0
[Ag+]=0.075，[Na+]=0.025
[Ag+]=0.05，[Na+]=0.05
[Ag+]=0，[Na+]=0.1
等々，それぞれの濃度がどうの，ではなく，合計濃度さえ同じであれば，正電荷の量は同じになるので，足しているということです．
現実には別の，化学的な理由で，それぞれの濃度に縛りが発生しますが，それは電荷均衡条件とは別の話です．

この回答へのお礼

見事な回答ありがとうございます。今日はすっきりして眠ることができます。
ありがとうございました。またよろしくお願いします。

お礼日時：2009/09/11 19:57