No.2ベストアンサー
- 回答日時:
#1ですが、
大雑把に近似して、簡単な計算で済ませる場合です。
第1当量点迄の反応は、
CO3^2- + H^+ → HCO3^-
pH=pK2+log([CO3^2-]/[HCO3^-])
緩衝作用のある、pH変化の小さい領域に於いては、
pH≒pK2+log{(v‐x)/x}
と近似出来ます。(0<x<v)
そして第1当量点では「HCO3^-」の不均化から、
pH≒(pK1+pK2)/2 と近似出来ます。
第1~第2当量点迄の反応は、
HCO3^- + H^+ → CO2 + H2O
pH=pK1+log([HCO3^-]/[CO2])
同様にpH変化の小さい領域に於いては、
pH≒pK1+log{(2v‐x)/(x‐v)}
と近似出来ます。(v<x<2v)
第2当量点のpHは、濃度が C/3 の CO2 の解離を考え、
[H^+]^2≒(C/3)・K1
pH≒(1/2)・{pK1+log(3)‐log(C)}
と近似出来ます。
比較的大きなpH変化のある領域については、#1の方程式でpHを求めて下さい。
No.1
- 回答日時:
v(L)の濃度C(M)のNa2CO3水溶液に対して、同濃度Cの塩酸をx(L)加えた時点の[H^+]を求める方程式です。
K1とK2は CO2の酸解離定数を表します。
プロトン均衡から、
[H^+]+2[CO2]+[HCO3^-]=[Cl^-]+[OH^-]
[H^+]+{Cv/(v+x)}・(2[H^+]^2+K1[H^+])/([H^+]^2+K1[H^+]+K1K2)={Cx/(v+x)}+(Kw/[H^+])
整理すると、
[H^+]^4+{K1+C(2v-x)/(v+x)}・[H^+]^3+{K1K2‐Kw+K1C(v-x)/(v+x)}・[H^+]^2‐K1・{K2Cx/(v+x)+Kw}・[H^+]‐KwK1K2=0
条件に応じて適当に近似して方程式を解き、[H^+]を求めて下さい。
また、
第1当量点では、x=v
第2当量点では、x=2v
です。
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