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「0.10mol/Lの酢酸水溶液10mLに0.10mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液5.0mLを加えて
緩衝液を作った。この溶液のpHはいくらか。
ただし酢酸の電離定数をK=2.7×10^-5mol/L log10 2.7=0.43とする」 



という問題を、自分はこう考えました。


酢酸と水酸化ナトリウムは反応するわけだから、最初にその反応を考え
その反応の結果生じた物質と残った酢酸を考えれば溶液のpHがわかる。

混合直後の水溶液には
酢酸は10×10^-4molある
水酸化ナトリウムは5×10^-4molある
これがCH3COOH+NaOH→CH3COONa+H2Oと中和反応する。

よって中和反応後は 酢酸5×10^-4mol  酢酸ナトリウム5×10^-4mol  水 たくさん
ということになる。

酢酸          CH3COOH⇔CH3COO- + H+
酢酸ナトリウム  CH3COONa⇔CH3COO- + Na+
水               H2O⇔H+ + OH-     
と電離している。

CH3COOH⇔CH3COO- + H+ が平衡に達するまでに電離した酢酸の物質量をXmolとすると
平衡時 
酢酸(5×10^-4 -X)mol 酢酸由来の酢酸イオンXmol 酢酸由来の水素イオンXmolとなる。

ここで酢酸ナトリウム由来の酢酸イオン、水由来の水素イオンを無視できると仮定する。
そうすると2.7×10^-5=X^2/5×10^-4 -X が成り立つ。

5×10^-4 >> X と仮定すると
2.7×10^-5=X^2/5×10^-4

計算して
X^2=2.7×10^-5 × 5×10^-4
X^2=13.0×10^-9

までできたのですが、ここから先解けなくなってしまいました。
どこで間違っているのか教えてください。       

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A 回答 (5件)

溶液中での酢酸濃度、酢酸イオン濃度、水素イオン濃度と酢酸の電離定数Kとの間には次の関係が成り立っています。



K = [CH3COO^-]*[H^+] / [CH3COOH]

ところで酢酸の一部は水酸化ナトリウムを加えたことによって酢酸ナトリウムに変わり、それはすべて酢酸イオンとして最初に加えられたと同じに解釈することができます。
したがって最初の溶液での酢酸濃度Cは
(0.1*10-0.1*5)/1000 * 1000 /(10+5.0) = 3.33*10^-2 mol/l
酢酸の電離度をαとすれば
酢酸イオンの濃度は
Cα+(0.1*5/(10+5)) = Cα+3.33 * 10^-2 mol/l
電離定数Kは
K = (Cα+3.33*10^-2)*Cα/C(1-α)
K =( Cα^2 + 3.33*10^-2*α)/(1-α)
K = (3.33*10^-2 * α^2 + 3.33*10^-2 * α)/ (1-α)
α^2はαに比べて無視できるので(後に出てくる計算結果のαからも分かります。)
K = .3.33*10^-2* α/(1-α)
Kは2.7 * 10^-5 ですから
2.7 * 10^-5 = 3.33 * 10^-2 *α/ (1-α)
2.7 *10^-5 - 2.7* 10^-5α = 3.33 *10^-2*α
3.33 * 10^-2α = 2.7 * 10^-5
α = 8.11 * 10^-4
水素イオン濃度はCαですから
pH = -log[H^+] = -log(3.33*10^-2*8.11*10^-4) = -log2.7*10^-5 = 5 - log2.7 = 5 - 0.43 = 4.57
溶液のpHは4.6となります。
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> ここで酢酸ナトリウム由来の酢酸イオン、水由来の水素イオンを無視できると仮定する。



ここで間違っています。

水由来の水素イオンを無視できると仮定するのはいいですけど、酢酸ナトリウムは強電解質ですから完全に電離します。つまり酢酸ナトリウム由来の酢酸イオンは5×10^-4molになります。

そうすると、溶液の体積をvリットルとすれば
K = [CH3COO-][H+]/[CH3COOH]
 = {(5×10^-4+X)/v}{X/v}/{(5×10^-4-X)/v}
となるので、x = [H+] = X/v とおけば
2.7×10^-5=(5×10^-4/0.015+x)x/(5×10^-4/0.015-x)
が成り立ちます。

求めるべきはXではなくX/vであることにも注意してください。
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半当量点である。

中和直後は、[HOAc]=[OAc^-]=0.5/15(M) である故、ここから平衡状態に於ける [H^+]=x(M) を考える。

[H^+][OAc^-]/[HOAc]=x・{(0.5/15)+x}/{(0.5/15)‐x}≒x=Ka<<0.5/15、

近似は妥当で [H^+]≒Ka、pH≒pKa、おしまい。
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酢酸をAcOH、酢酸イオンをAcO-、各成分の濃度を[ ]で囲って表わすこととします。


(1)酢酸の解離平衡
[H+][AcO-]/[AcOH]=2.7*10^-5
(2)系内の電荷の数
[H+]+[Na+]=[OH-]+[AcO-]
(3)酢酸と酢酸イオンの濃度の和
[AcOH]+[AcO-]=0.1*2/3
  ⇒先の回答の数値は間違っていました。0.1mol/L、10mlが15mlに希釈されるので
   0.1*2/3 mol/Lです。
(4)
[H+][OH-]=10^-14
(5)
[Na+]=0.1/3
  ⇒先の回答の数値は間違っていました。0.1mol/L、5mlが15mlに希釈されるので
   0.1/3 mol/Lです。

これを地道に解くか、下記のような近似を使うかすればいいと思います。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%B7%A9%E8%A1%9D% …
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酢酸ナトリウム由来の酢酸イオンは無視できないでしょう。

この手の問題はオーソドックスに解くしかないのでは?系内に存在するイオンの由来は考えず、
(1)酢酸の解離平衡
(2)系内の正の電荷と負の電荷の数は同じ
(3)酢酸と酢酸イオンの濃度の和は1*10^-3mol/L
(4)水のイオン積
(5)ナトリウムイオンの濃度は5*10^-4mol/L
から連立方程式を導くのが宜しかろうと。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

>酢酸ナトリウム由来の酢酸イオンは無視できないでしょう。
やはりそうなりますか。
苦し紛れに無視できると仮定してしまいました。

>連立方程式を導くのが宜しかろうと。
申し訳ありませんが、具体的に解いてみてくれませんか。
自分でやってみたのですがうまくいきませんでした。

お礼日時:2012/07/28 21:45

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Q酢酸の中和滴定曲線

酢酸の中和滴定曲線って滴定初期のとき急激に上昇しますよね?あれの理由を教えてください。なんとなく平衡が関係してくるのは分かるのですが、しっかりとは理解できてないので教えてください。

Aベストアンサー

まず、中和滴定曲線の載っているサイトを挙げておきます。
以下ではこのサイトの図を参照しながら説明をします。(W)の図という参照の仕方をします。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%AD%E5%92%8C%E6%BB%B4%E5%AE%9A%E6%9B%B2%E7%B7%9A

滴定曲線は2つの部分からできています。
勾配のゆるい、直線的な坂のような所(I)と、崖のように勾配のきついところ(II)とです。
(I)、(II)ともに重要な特徴です。
(I)の特徴があるからこそ指示薬を使った濃度決定が可能になります。「滴定曲線」という言葉の中心はこの部分にあります。
(II)はその意味では「滴定」という目的からは外れているということになります。でもその特徴を使って緩衝溶液という用途が出てきます。
(I)、(II)のどちらもが重要な特徴です。
こういう特徴が出てくる理由は授業で説明はありませんでしたか。

(I)、(II)の違いが出てくるのは外部からの加えた変化がどのように現れるかの違いになっています。
1 が1.1または1.2に変わるような変化である、・・・(I)
1 が10または、100に変わるような変化になっている・・・(II)

対数をとると
(I)0 → 0.041、0.079
(II)0 → 1, 2


(あ)塩酸を水酸化ナトリウムで中和して行くと初めは(I)の変化ですが中和点のところで極端に勾配のきつい(II)になります。
(W)の図で見ると崖の高さの変化はpHで3から11まで、8程度の差です。
 NaOHの滴下量が少ない時のpH変化は1~2です。

(い)酢酸を水酸化ナトリウムで中和して行った時に、中和点では(II)です。(II)は中和点でのpH変化を表している特徴であるようです。この場合は(あ)の場合ほどpHの変化は大きくありません。5ほどpHが変化します。ところが水酸化ナトリウムを滴下し始めた最初にも(II)の変化が出てきます。(I)の変化は2つの(II)の間に出てきます。塩酸の場合には(II)は中和点だけで出てきますから初めに(II)が出てくるのは弱酸の特徴であると考えていいようです。
ご質問はこの部分についてですね。

「なぜ、弱酸の場合には水酸化ナトリウムの滴下の最初に(II)の特徴が出てくるのか」
という質問です。

リン酸に水酸化ナトリウムを加えた場合の滴定曲線がヒントになります。
リン酸はH^+が3つ出てきます。
(W)のグラフを見てみると
(I)、(II)、(I)、(II)、(I)、(II)
と繰り返します。中和点が3つあるので(II)の部分が 3つ出てきます。
最初に(I)が出てきますのでリン酸の第一段階が塩酸と同じ特徴を示していることになります。
この意味ではリン酸の第一段階はかなりの強酸であるということになります。pKa≒2ですから「強酸」のイメージがないかもしれませんが滴定曲線のカーブで考えると塩酸と同じ特徴を示すということでの判断です。
考えている濃度が0.1mol/Lですから完全電離だとpH=1になるはずです。グラフのpHの値を見ると20%程の電離のようです。

酢酸だけの時のpHの値は(W)の図から判断すると1%程です。これが弱酸の特徴であると考えると(I)と(II)の境目は電離度が0.1辺りにありそうです。0.1mol/Lの酸のpHが2以下で上に凸のグラフになりそうです。電離平衡定数の値で言うとpK≒3です。酢酸の電離平衡定数はpK=4.76 ですからハッキリと弱酸です。

リン酸の最初の中和点を見てみるとpHが5付近を中心にしています。
このグラフの中和点から後だけを見てみると酢酸の最初の部分と同じように見えます。
酢酸の最初の立ち上がりは中和点でpHが急激に変化するのと同じ仕組みだろうと考えられます。
そう考えるとリン酸の最初の部分(第一中和点から左の部分、強酸の特徴を示す部分)を酢酸で実現するのには塩酸を混ぜればいいというのが分かります。
第一段階が強酸、第2段階の電離定数が酢酸と同じであるような2価の酸を考えると最初の中和点から後に酢酸の滴定曲線と同じものが出てくるでしょう。この2価の酸は塩酸と酢酸を当量混ぜたものとほとんど同じ性質になるはずです。

これは電離平衡定数を使った数値計算でも確かめることができます。

まず、中和滴定曲線の載っているサイトを挙げておきます。
以下ではこのサイトの図を参照しながら説明をします。(W)の図という参照の仕方をします。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%AD%E5%92%8C%E6%BB%B4%E5%AE%9A%E6%9B%B2%E7%B7%9A

滴定曲線は2つの部分からできています。
勾配のゆるい、直線的な坂のような所(I)と、崖のように勾配のきついところ(II)とです。
(I)、(II)ともに重要な特徴です。
(I)の特徴があるからこそ指示薬を使った濃度決定が可能になります。「滴定曲線」という言葉...続きを読む

Q塩酸とアンモニアの混合液のpH

1Mのアンモニア溶液50mlと1Mの塩酸10mlの混合液のpHを求める問題です。
アンモニアのpKb=4.75、水のイオン積は10^-14。
log2=0.301、log3=0.477。
解答が無い問題なので近似をして求めた自分の答えに自信がありません。
どなたか解いていただけないでしょうか?
自分で出した答えは7.408です。

Aベストアンサー

混合前は,   NH3 → 50/1000 mol , HCl → 10/1000 mol
混合により   NH3と HCl が等モル反応して, NH4Cl が生成するので,  
混合後は    NH3 → 40/1000 mol 残り , NH4Cl → 10/1000 mol 生成 (体積は 50+10=60mL,これは不要)
                                                  
よって,物質量比は    NH3  : NH4Cl   = 4 : 1
よって,濃度比も     [NH3] : [NH4^+] ≒ 4 : 1
       
K b = [NH4^+] [OH^-] /[NH3] において,比  [NH4^+] /[NH3] 部分は4であるから,これをkbの式に代入して

[OH^-] = 4×K b  
→ 水のイオン積から,[H^+] = 10^-14 /(4×K b )=10^-14 × 2^-2 × K b^-1


→  pH = ー log [ 10^-14× 2^-2×K b^-1)  ] 
       = 14 + 2log2 + logkb 
       = 14 + 2×0.301 -(-logkb)
       = 14 + 0.602 -(pKb)
       = 14 + 0.602 -4.75  =9.852 ではないでしょうか。

混合前は,   NH3 → 50/1000 mol , HCl → 10/1000 mol
混合により   NH3と HCl が等モル反応して, NH4Cl が生成するので,  
混合後は    NH3 → 40/1000 mol 残り , NH4Cl → 10/1000 mol 生成 (体積は 50+10=60mL,これは不要)
                                                  
よって,物質量比は    NH3  : NH4Cl   = 4 : 1
よって,濃度比も     [NH3] : [NH4^+] ≒ 4 : 1
  ...続きを読む

Q緩衝液に塩基を加えた際に起こること

「設問

以下の空欄に当てはまるイオン反応式をいれなさい。

同物質量の酢酸と酢酸ナトリウムを含む混合水溶液に少量の塩酸を加えると
(ア)の反応が起こり、水素イオン濃度はほぼ一定に保たれる。

また、少量の水酸化ナトリウム水溶液を加えても(イ)の反応が起こり
水酸化物イオン濃度はほぼ一定に保たれる。」



「回答

アCH3COO- + H+ → CH3COOH

イCH3COOH + OH- → CH3COO- + H2O」



^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
この問題のアは分かったのですが、イが分からないのです。
自分はこう考えました。


酢酸+酢酸ナトリウム+水酸化ナトリウム+水という系には
CH3COOH(電離していない酢酸)
CH3COO-(酢酸由来の酢酸イオン)
H+(酢酸由来の水素イオン)

CH3COONa(電離していない酢酸ナトリウム) (完全電離するかも?これは無いかも?)
CH3COO-(酢酸ナトリウム由来の酢酸イオン)
Na+(酢酸ナトリウム由来のナトリウムイオン)

Na+(水酸化ナトリウム由来のナトリウムイオン)
OH-(水酸化ナトリウム由来の水酸化物イオン)

H2O(電離していない水)
H+(水由来の水素イオン)
OH-(水由来の水酸化物イオン)
があります。

先ほどここでご教授いただいた水溶液中での酸と塩基の振る舞いから考えて
(http://oshiete.goo.ne.jp/qa/7633169.html)
反応するものはおそらく
OH-(水酸化ナトリウム由来の水酸化物イオン)
H+(どこ由来かはよく分かりませんでした)

反応はH+ + OH- → H2O
よってイの答えは H+ + OH- → H2O
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
しかしイの答えとは違っています。
なぜでしょうか?

「設問

以下の空欄に当てはまるイオン反応式をいれなさい。

同物質量の酢酸と酢酸ナトリウムを含む混合水溶液に少量の塩酸を加えると
(ア)の反応が起こり、水素イオン濃度はほぼ一定に保たれる。

また、少量の水酸化ナトリウム水溶液を加えても(イ)の反応が起こり
水酸化物イオン濃度はほぼ一定に保たれる。」



「回答

アCH3COO- + H+ → CH3COOH

イCH3COOH + OH- → CH3COO- + H2O」



^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
この問題のアは分かったのですが、イが分からないのです。...続きを読む

Aベストアンサー

No.1の解説の趣旨はよく理解しているようです。

H+はどこからきたものですか?
化学反応式のルールは左辺は反応前にある者、右辺は反応でできるものです。
H+が水溶液中に存在しないことは明白でしょう。

>H+(酢酸由来の水素イオン)
これは存在しないのです。
酢酸の電離は通常でもほぼ分子状態で存在します。
CH3COOH ←→ CH3COO- + H+ 
ここに酢酸ナトリウムを加えると、CH3COO-イオンの増加によって
平衡が左側に移動します。
よって、H+はほとんど水中には存在できないのです。

Q当量点と中和点の違い

質問タイトルの通りですが、
「当量点と中和点は何がちがうのでしょうか?」
 (ちなみにwikipediaで調べたら
  当量点:全ての被滴定物質が反応し尽した時点とありました。)

どうかこの疑問に答えていただきたいです。よろしくおねがいします。

Aベストアンサー

回答としては #4 でいいと思いますが,そういうことなので,中和点という言い方を止めて欲しいと常々思っています.
どうしても中和=中性という感覚がついてまわり,#2,#3 のように思っている人は専門家や経験者であってもかなり多いと思います.
しかし,中和点を中性の点という意味で使う場合もあり得ます.たとえば,酸廃液を中和してから廃棄するときに,どれだけ塩基を入れるかとかいう場合ですね.分析化学的な意味での「中和点」ではなく,あくまでも中性にした点という意味で使われてしまいます.なので,酸塩基だろうがなんだろうが,当量点に統一して欲しいわけですが...まあ,無理ですかね...

Q酢酸(CH3COOH)の酸解離定数

酢酸(CH3COOH)の酸解離定数なんですが、文献によって(解離定数の逆数の対数値)pKa=4.56のものと4.76のものなどがあったのですが、正しくはどれなのでしょうか?また、なぜ違いがあるのでしょうか?

Aベストアンサー

化学便覧 基礎編 改訂5版(丸善)によると、酢酸の pKa は
 4.76 (25℃,無限希釈溶液)
 4.57 (25℃,0.10 mol/L)
とのことです。

濃度によって pKa が変わるみたいですね(より正確には、濃度ではなくてイオン強度に依存するので、共存する電解質の濃度によっても変化します)。

Q酢酸緩衝液 HCl pH計算

タイトルのような問題があるのですが、
解法から全く分かりません。

どなたかやり方を教えていただけないでしょうか。

『0.1mol/L CH3COOH 16mlと、0.1mol/L CH3COONa 4mlを混ぜ、
この混合溶液に0.1mol/L HClを1ml加えたときのpHを求めよ。
ただし、酢酸緩衝液のpKaを4.74とする。』

回答よろしくお願いします。

Aベストアンサー

酢酸のpKaが4.74ということですよね?
これは、酢酸の解離平衡
AcOH ⇔ AcO- + H+
において、
[AcO-][H+]/[AcOH]=10^(-4.74) ・・・(1)
が成り立つということです。[ ]で囲んでいるのはモル濃度のことです。
また、簡単のために酢酸をAcOH、酢酸イオンをAcO-と記載しています。

HClを加える前の状態を考えると、合計の体積は20mlなので、酢酸
および酢酸イオンの濃度はそれぞれ
0.1*16/20=0.08
0.1*4/20=0.02
と(計算上は)なります。計算上と断っているのは、解離平衡がずれること
によってこれらの濃度は変わってしまうからです。ただ、両者の合計値が
変わることはありません。よって、
[AcO-]+[AcOH]=0.1 ・・・(2)

また、溶液全体として電荷は±ゼロになるので、
[AcO-]+[OH-]=[Na+]+[H+]
ここで[Na+]は上記の酢酸イオンと同じ計算で0.02mol/Lです。この
濃度は変わることはありません。よって
[AcO-]+[OH-]=[H+]+0.02
[AcO-]=[H+]-[OH-]+0.02 ・・・(3)

次に、水のイオン積より
[H+][OH-]=10^(-14)
[OH-]=10^(-14)/[H+] ・・・(4)

ここで(4)を(3)に代入してもいいのですが、この溶液は酸性であると予想され、
[OH-]<10^(-7)なので、0.02に比べて極めて小さくなります。よって
(3)は
[AcO-]=[H+]+0.02 ・・・(3)’
と近似できます。これを(2)に代入すると
[H+]+0.02+[AcOH]=0.1
[AcOH]=0.08-[H+] ・・・(2)’

(2)’と(3)’を(1)に代入して
[H+]([H+]+0.02)/(0.08-[H+])=10^(-4.74) ・・・(1)’
これは[H+]の二次方程式になり、地道に解くと6.85*10(-5)に
なるのですが、これは0.02や0.08に比べて極めて小さい値なので
(1)’は
0.02[H+]/0.08=10^(-4.74)
[H+]=4*10^(-4.74)
pHにすると≒4.1となります。

次に、HClを加えた場合ですが、(1)は変わりません。
[AcO-][H+]/[AcOH]=10^(-4.74) ・・・(1)

(2)については、全体の体積が21mlになるので、
[AcO-]+[AcOH]=2/21 ・・・(2)

(3)は、新たに塩素イオンが加わるので
[AcO-]+[OH-]+[Cl-]=[Na+]+[H+]
[Na+]=0.1*4/21=0.4/21
加えたHClは全量解離するので
[Cl-]=0.1*1/21=0.1/21
よって
[AcO-]+[OH-]+0.1/21=[H+]+0.4/21
[AcO-]=[H+]-[OH-]+0.3/21 ・・・(3)

(4)は変わりません。

ここからは、HClを加える前の場合と同じで、(4)を(3)に代入しても
いいのですが、今回はより酸性サイドなのでやはり[OH-]は極めて
小さく、
[AcO-]=[H+]+0.3/21 ・・・(3)’
と近似できます。これを(2)に代入すると
[AcOH]=2/21-[AcO-]
      =1.7/21-[H+] ・・・(2)’

(2)’と(3)’を(1)に代入して
[H+]([H+]+0.3/21)/(1.7/21-[H+])=10^(-4.74) ・・・(1)’
これも二次方程式を地道に解いてもいいのですが、
[H+]は0.3/21や1.7/21に比べて極めて小さいので、(1)’は
0.3[H+]/1.7=10^(-4.74)
[H+]=5.67*10^(-4.74)
pHにすると≒4.0ですね。

pKaの値から、pHは大体4から5前後だと予想できるので、HClを加える前の
計算は別にしなくてもいいと思いますが、一応確認のためやっときました。
計算を簡略にするためにどういう近似を使うかがポイントです。

酢酸のpKaが4.74ということですよね?
これは、酢酸の解離平衡
AcOH ⇔ AcO- + H+
において、
[AcO-][H+]/[AcOH]=10^(-4.74) ・・・(1)
が成り立つということです。[ ]で囲んでいるのはモル濃度のことです。
また、簡単のために酢酸をAcOH、酢酸イオンをAcO-と記載しています。

HClを加える前の状態を考えると、合計の体積は20mlなので、酢酸
および酢酸イオンの濃度はそれぞれ
0.1*16/20=0.08
0.1*4/20=0.02
と(計算上は)なります。計算上...続きを読む

Q緩衝液について質問なんですが。。

酢酸と水酸化ナトリウムを2:1の容量比で混合したものは緩衝になりますか?

また酢酸カルシウムと塩酸を2:1で混合した場合はどうなのでしょう。

教えてください。宜しくお願いします。

Aベストアンサー

緩衝液となるものは「弱酸と強塩基の塩」または「弱塩基の強酸塩」の溶液の場合です。
酢酸2に対して水酸化ナトリムが1の溶液では次の反応が進み、最終的には酢酸(弱酸)と酢酸ナトリウム(強塩基の塩)の溶液状態となりますので「弱酸と強塩基の塩」で緩衝液となります。
CH3COOH  +  NaOH   →  CH3COOH + CH3COONa
酢酸カルシウム2に対して塩酸1の溶液では次の反応が進み、最終的には酢酸カルシウム(強塩基の塩)、塩化カルシウム(中性の塩)、酢酸(弱酸)の溶液状態となりますので「弱酸と強塩基の塩」で緩衝液となります。
2(CH3COO)2Ca + 2HCl →  (CH3COO)2Ca + CaCl2 + 2CH3COOH

Q緩衝液調製の計算問題

お時間のある方、アドバイスよろしくお願い致します。

pH3.8の0.1Mの酢酸緩衝液を1リットル調製するのには、0.1M酢酸と0.1M酢酸ナトリウム水溶液は何リットルずつ必要か。酢酸のpKaは4.8とする。

pH=pKa + p〔イオン量/分子量〕となるのは分かるのですが、p〔イオン量/分子量〕にどのような値を当てはめれば良いか分かりません。
過去ログの緩衝液の計算問題を見ても、条件の違う問題ばかりで私には応用出来ませんでした。

Aベストアンサー

CH3COOH ⇔ CH3COO- + H+
質量作用の法則により

Ka=〔CH3COO-〕×〔H+〕/〔CH3COOH〕
両辺常用対数をとると
logKa =log〔H+〕+ log(〔CH3COO-〕/〔CH3COOH〕)
変形すると

-log〔H+〕=-logKa +log(〔CH3COO-〕/〔CH3COOH〕)
pH = pKa +log(〔CH3COO-〕/〔CH3COOH〕)

pH3.8の0.1Mの酢酸緩衝液を1リットル調製するために、必要な0.1M酢酸水溶液をAリットル、0.1M酢酸ナトリウムを水溶液を(1-A)リットルとする。
0.1M酢酸水溶液をAリットル、0.1M酢酸ナトリウムを水溶液をBリットル混ぜ合わせると体積は1リットルとなる。
酢酸水溶液と酢酸ナトリウム水溶液の混合溶液中の酢酸、酢酸ナトリウムのそれぞれの物質量を求めると、
酢酸の物質量 = 0.1M ×Aリットル =0.1Aモル
酢酸ナトリウムの物質量= 0.1M ×(1-A)リットル
           =0.1(1-A)モル
混合溶液(緩衝溶液)の体積は1リットルにより、
酢酸のモル濃度は=0.1A M
酢酸ナトリウムのモル濃度は=0.1(1-A)M
となる。
酢酸のモル濃度=〔CH3COOH〕、酢酸ナトリウムのモル濃度=〔CH3COO-〕と近似できるから


pH =  4.8 + log(0.1(1-A)/0.1A)
となる。今ここでpH3.8に調製したいのだから
3.8 =  4.8 + log(0.1(1-A)/0.1A)
となる。式を変形すると
-1 = log((1-A)/A)
log 0.1 = log((1-A)/A)

 0.1 =(1-A)/A
 A=0.909リットルとなる。
したがって、0.1M酢酸水溶液を909ml、0.1M酢酸ナトリウム水溶液は91ml加えればよい。

CH3COOH ⇔ CH3COO- + H+
質量作用の法則により

Ka=〔CH3COO-〕×〔H+〕/〔CH3COOH〕
両辺常用対数をとると
logKa =log〔H+〕+ log(〔CH3COO-〕/〔CH3COOH〕)
変形すると

-log〔H+〕=-logKa +log(〔CH3COO-〕/〔CH3COOH〕)
pH = pKa +log(〔CH3COO-〕/〔CH3COOH〕)

pH3.8の0.1Mの酢酸緩衝液を1リットル調製するために、必要な0.1M酢酸水溶液をAリットル、0.1M酢酸ナトリウムを水溶液を(1-A)リットルとする。
0.1M酢酸水溶液をAリットル、0.1M酢酸ナトリウムを水溶液をBリットル混ぜ合...続きを読む

Q水酸化ナトリウム水溶液のpH値について教えてください。

水酸化ナトリウム水溶液のpH値について教えてください。

まず、2%水酸化ナトリウム水溶液とは、2%の水酸化ナトリウムの入った水溶液でよろしいんですよね?
4gの水酸化ナトリウムの入った水溶液のpH値はpH10ということは分かったのですが、
計算すると0.4%水酸化ナトリウム水溶液ということでいいのでしょうか?

またさらにこれを水(pH7とした場合)で薄めた場合のpH値の計算方法も教えてください。

初歩的な質問で申し訳ありませんが、よろしくお願いします。

Aベストアンサー

計算自体は良いかと思います。

ということで気付いたことを2つほど。

・解答の記述方法にも気を配りましょう

記述式の解答を書く場合、読んでもらう人がいるということを忘れないで下さい。
たとえばはじめの方で書いていなかった水溶液の体積(1L)もそうですが、
質問者様にとっては記述の必要のないくらい当たり前のこと
と思っても、読んでいる人からすると飛躍している印象があるところがあります。
また、読んでもらうような代物でないとしても、あまりにも省略すると
自分で記述していて自分で勘違いすることもあります。

例えば、
> 水酸化ナトリウムは40g/molなので、4gだと0.1mol。  …1
> mol濃度は0.1/1で0.1。 …2
> pOH=log(1/mol濃度)で1  …3
> pH=14-pOHで13.0  …4

2行目で計算しているのは何のモル濃度でしょうか?また単位は何ですか?
3行目でpOHを計算しているところを見ると、2行目ではOH-のモル濃度を
計算しているようですが、そうすると、一つ重要なことを書き忘れています。
水酸化ナトリウムのモル濃度とOH-のモル濃度は一致するのでしょうか、
ということです。
また3行目の式で、(1/mol濃度)と表記していますが、自分は初見では
1/molという単位に換算した濃度と読めてしまい、これは何を意味しているのだろう?
と思ってしまいました。実際にはモル濃度の逆数のことを意味しているのでしょうけれど、
式の中に言葉があるのは不自然です。そしてこれについては(1/x)として
式の外に(x…OH-のモル濃度)と記したほうが読む方の勘違いは少なくなりますよね。

・この問題の有効数字はいくつですか?

log2なりlog5なりを電卓で出せば、数字は何桁か出てきます。
でもそこまでの桁数で表記しなければならないものなのでしょうか。
逆に、pH=13.69897と書いていますが、最後の桁の数字まで信憑性のある
数字なのでしょうか?時間があれば、そのあたりも考えてはいかがでしょうか。

計算自体は良いかと思います。

ということで気付いたことを2つほど。

・解答の記述方法にも気を配りましょう

記述式の解答を書く場合、読んでもらう人がいるということを忘れないで下さい。
たとえばはじめの方で書いていなかった水溶液の体積(1L)もそうですが、
質問者様にとっては記述の必要のないくらい当たり前のこと
と思っても、読んでいる人からすると飛躍している印象があるところがあります。
また、読んでもらうような代物でないとしても、あまりにも省略すると
自分で記述していて自分で勘違いす...続きを読む

QW/V%とは?

オキシドールの成分に 過酸化水素(H2O2)2.5~3.5W/V%含有と記載されています。W/V%の意味が分かりません。W%なら重量パーセント、V%なら体積パーセントだと思いますがW/V%はどのような割合を示すのでしょうか。どなたか教えていただけないでしょうか。よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

w/v%とは、weight/volume%のことで、2.5~3.5w/v%とは、100ml中に2.5~3.5gの過酸化水素が含有されているということです。
つまり、全溶液100ml中に何gの薬液が溶けているか?
ということです。
w/v%のwはg(グラム)でvは100mlです。


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