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高校化学の問題に、「pHがともに3である希塩酸と酢酸水溶液を、同体積ずつ調製するには、塩化水素の物質量より酢酸の物質量の方が多く必要である」という記述がありました。

酢酸は電離度が小さいためにより多くの物質量が必要になるというのはわかります。しかし、酢酸の物質量が多くなるということは濃度が濃くなるということで、そうなると余計に電離しにくくなって、その結果pHが3にならないということはないのでしょうか?

宜しくお願いします。

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A 回答 (2件)

電離定数が決まって居ますので、酢酸の濃度が高くなれば、その分 水との平衡反応が H3O+ の濃度が上昇する方向へ移動します。

              
CH3CO2H + H2O  →  CH3COO-  +  H3O+
                ←

従って、酢酸を増量することに伴って pHが 増大(酸性から7に近づく) という現象は 起こりません。
物質量どれだけで pH3 になるか というのは 電離定数を用いて算出することができます。

近似的に
       1
pH = --(log C - pKa)
       2

という式が成り立ちます。 C は 酢酸のモル濃度、pKa は 酢酸の電離指数 で 4.76 です。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
大変参考になりました。

お礼日時:2010/12/12 20:06

酸HAの解離平衡は


HA ⇔ H+ + A-
と表され、この平衡定数をKとすると
K=[H+][A-]/[HA]
と表され、[A-]+[HA]=mとすると、mは水溶液を調製するのに要する酸の量に相当します。
 上記の式を変形すると
K=[H+][A-]/(m-[A-])
K(m-[A-])=[H+][A-]
m=([H+][A-]+K[A-])/K
 =[A-]+[H+][A-]/K
ここで[H+]>>[OH-]なので[A-]≒[H+]=10^-3で定数とみなして差し支えないため、、Kが小さくなる(電離度が小さい)ほどmを大きくする必要がある事が判ります。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
大変参考になりました。

お礼日時:2010/12/12 20:07

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