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イオン交換膜で仕切ったA室(陽極、炭素電極)およびB室(陰極、白金電極)に、
1.000mon/Lの塩化ナトリウム水溶液を500mLずつ入れ、電気分解を行った。
電気分解後、A室の塩化ナトリウム水溶液の濃度は、0.900mol/Lになった。
ただし、電気分解の前後で、A室およびB室の溶液の体積は変わらないものとする。
次の問いに答えよ。

(1)電気分解で流れた電気量は何C(クーロン)か。有効数字3桁で答えよ。
  ファラデー定数は9.65×10の4乗とする。

(2)電気分解後、B室の溶液の一部を取り出し、純水で100倍に薄めた。
  この溶液のpHはいくらか。整数で答えよ。


これらの問いが、今まで習ったことを使ってもいまいち良く分かりません;
計算式を主に教えていただけますか?
解説として、参考にする半反応式やなんの数値を使っているのか(例えば、「塩化ナトリウムのmol/L」など・・・)などをつけていただけると、なおありがたいですm(_ _)m

ちなみに回答だけは載っています。
(1)4.83×10の3乗C(クーロン)
(2)11 です。

A 回答 (2件)

陰極に流れたナトリウムイオンの量は陽極側の塩化ナトリウム濃度の減少から


(1.000-0.900)/1000*500 = 0.0500 mol
ところでファラデー定数は1molの電子が運ぶクーロン数ですので
0.0500 * 9.65 * 10^4 = 4825 C
したがって4830Cで 4.83*10^4 クーロンとなります。
陰極側に移ったナトリウムイオンは金属ナトリウムとして陰極に析出することになりますが直ちに水と反応して水酸化ナトリウムに変わります。
陽極側から陰極側に移って水酸化ナトリウムとなった量は0.0500 molでそれが500mlの溶液中に存在するので0.100 mol/L の水酸化ナトリウム溶液ということになります。
100倍に希釈した溶液では0.001 mol/Lになります。
ところで水のイオン積は25℃で1.00 * 10^-14ですので水酸イオンの濃度は0.001ですから
水素イオン濃度は
1.00*10^-14 / 0.001 = 1.00*10^-11
pHは-log[H^+] ですから 11 となります。
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陽極は塩素発生


なので塩化物イオンが減少 この物質量を求めること
塩化物イオンは1価なので、流れた電子の物質量は塩化物イオンが減少した物質量に等しい
電気量(C)/ファラデー定数=流れた電子の物質量
で求める。

陰極では水素発生。このとき水酸化物イオンが残る形になり、陽イオン交換膜を通過してくるナトリウムイオンと合わせて、水酸化ナトリウム水溶液と考えるとよい。
陽極での塩化物イオンの物質量の減少=陰極付近の水酸化ナトリウムの物質量
となるので、これを体積(L)で割ってモル濃度とする
水酸化ナトリウムは1価、強塩基であるので、これより水酸化物イオン濃度を求める
水のイオン積の関係を用いて、水素イオン濃度を求め、pHを求める。あるいは、pOHを求め、pH=14-POHとする。
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