酢酸のpHの考え方

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。

No.1 ベストアンサー 回答者： amp0ntan 回答日時： 2010/11/27 23:36

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。

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

No.2 回答者： gohtraw 回答日時： 2010/11/28 00:07

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。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
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お礼日時：2010/12/12 20:07