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 会社で実験をしていて、強い酸性条件にするために濃塩酸を用いる場面があったのですが、pH計が負の値を示しました。
 それを聞いた同僚が、「pHがマイナスになることは、定義からありえない」と言いました。これに対して私は反論したのですが、職場の意見は、同僚の意見が主流でした。

 pHの定義は、mol/L単位で表した水素イオン濃度の逆数の対数です(より正確には、活量を用いることは存じています)。そこで、水素イオン濃度とpHを列挙してみました。

c(H+)/(mol/L) pH
  0.01      2
   0.1      1
    1      0
   1.1     -0.041
   1.2     -0.079
   1.5     -0.176
    2     -0.301

 水素イオン濃度が2 mol/L程度なら、ありうると思います。pHの値が0~14なんて、どこにその根拠があるのでしょうか。

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A 回答 (3件)

pHの定義から、マイナスになる場合も14を超える場合もある。


それだけでよいのでは?
 pHの定義は、・・・・です。

 ソンだけのことだと思いますが・・(^^)

 ただ、pHメーターでの測定値がマイナスとは別の話です。pHメーターに測定範囲が書かれているはずですが、それを超えていると思います。よって、測定値があなたの説明の根拠にはなりません。

 この二つをきちんと区別して説明しておきましょう。
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この回答へのお礼

 pH計の測定範囲については、一般的なことは認識しています。ただ、pHの定義を理由に「ありえない」というのが、納得できないところだったのです。私が察するに、私の同僚は、「pHの範囲が0~14」というのが、定義であると誤解しているようですが。
 ありがとうございました。

お礼日時:2012/08/04 15:25

裸のままでは極めて不安定だから、H3O^+ の形として安定するのでしょう。



H^+ + H2O → H3O^+

溶液の比重を1とすると およそ [H2O]≒1000/18M になる筈だから、[H3O^+]<1000/18M

従って [H^+]=[H3O^+]<1000/18

pH=‐log([H^+])>‐log(1000/18)

大雑把に pH>‐1.74 程度になるでしょうか。
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この回答へのお礼

> 溶液の比重を1とすると およそ [H2O]≒1000/18M になる筈だから、[H3O^+]<1000/18M

 なぜ[H3O^+]<1000/18 Mとなるのですか。

お礼日時:2012/08/04 15:20

 


Wikipediaによると
濃厚な強酸、強塩基水溶液あるいは超酸、超塩基ではpHの値がマイナスの値となる場合や、14を超える場合が存在する。この場合、pHやpOHではあまり意味をなさないため酸度関数によって表現するのが一般的である。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B0%B4%E7%B4%A0% …
 
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この回答へのお礼

 ありがとうございます。

お礼日時:2012/08/04 15:17

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Q濃塩酸のpH(実測値)

 こんにちは。
濃塩酸(35-37%)のpHが知りたいのです。
解離度1と仮定して計算すると、だいたい-1ぐらいになりました。
しかし、実際にはプロトンは100%解離してないと聞いています。
実測値は一体いくらなんでしょうか。
ご存知の方教えてください。

Aベストアンサー

 訂正!! 冷や汗

 解離度はマイナスLogなので、pKa=-8は、近似的に全ての塩化水素が解離しているとみなしても良く、
 pH≒-log(12)≒-1.1

 実測しても、マイナス1近辺になりました。

Q硫酸を水で希釈した場合のpH値が、希釈のパーセンテージごとに一覧表にな

硫酸を水で希釈した場合のpH値が、希釈のパーセンテージごとに一覧表になった物を探しています。
もしくは、Excelなどで数式を入れて表を作成できるなら、それでも良いです。
どなたかご存じないですか?

Aベストアンサー

濃硫酸は100倍に希釈してもpHは1より小さく、
1000倍に希釈してもpHは2より小さくなります。

濃硫酸は98%がH2SO4で、水の電離が少ないので、濃度が高いときの
pHの値は無意味になります。最低でも10倍希釈以上でしょう。

(第一段階) H2SO4 → HSO4- + H+
(第二段階) HSO4- → SO42- + H+
第一段階は完全電離と考えられますが、第二段階は濃度が高いと電離度が
低くなりますので、計算はちょっとややこしくなります。

簡単には、1000倍希釈のpHが1.6~1.8くらいになります。
あとは10倍希釈する毎に1ずつ大きくなります。
※ただし、pH5くらいまで。

Qエクセル STDEVとSTDEVPの違い

エクセルの統計関数で標準偏差を求める時、STDEVとSTDEVPがあります。両者の違いが良くわかりません。
宜しかったら、恐縮ですが、以下の具体例で、『噛み砕いて』教えて下さい。
(例)
セルA1~A13に1~13の数字を入力、平均値=7、STDEVでは3.89444、STDEVPでは3.741657となります。
また、平均値7と各数字の差を取り、それを2乗し、総和を取る(182)、これをデータの個数13で割る(14)、この平方根を取ると3.741657となります。
では、STDEVとSTDEVPの違いは何なのでしょうか?統計のことは疎く、お手数ですが、サルにもわかるようご教授頂きたく、お願い致します。

Aベストアンサー

データが母集団そのものからとったか、標本データかで違います。また母集団そのものだったとしても(例えばクラス全員というような)、その背景にさらならる母集団(例えば学年全体)を想定して比較するような時もありますので、その場合は標本となります。
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AとBの違いがあるかないかという推測をする時、通常は標本同士の検証になるわけですので、偏差を余裕をもってわざとちょっと大きめに見るということで、それだけ確証の度合いを上げるというわけです。

Q35%塩化水素とは何molですか?

あまりわかってないので教えてください。

1mol/Lの塩酸を使いたいのですが、今度入ってきたびんには、
35%塩化水素と表記されています。

1mol/Lというからには、100%塩酸・・・・と思うのですが、
違いますか?

Aベストアンサー

>1mol/Lというからには、100%塩酸・・・・と思うのですが、
違います。

1mol/Lとは、1L中に1molの溶質が溶けていることを意味します。
[mol]という単位は、粒子の個数を表すような単位で、
類似の単位に[ダース]があります(1molは1ダースに比べればとんでもない多数ですが)。

これに対してパーセントで表す濃度は
通常、100gの溶液に、何gの溶質が溶けているかという割合を表しています。

ということで、「1mol/Lが100%」が間違いであることが分かっていただけましたでしょうか。

また、「100%塩酸」も存在しません。
塩酸というのは塩化水素というガスの水溶液のことでして、
水溶液である以上、100%にはなり得ないからです。
敢えてであれば塩化水素というガスそのものを100%塩酸と言えなくはないですが。
通常「濃塩酸」といえば35~37%の塩化水素水溶液をいいます。

さらに、35%塩化水素は何molか、というのは換算できません。
[mol]という単位は先ほども申しましたが、粒子の個数を表す単位です。
同じ濃さの塩酸でも、量がたくさんあれば、塩化水素分子の個数は増えます。
濃度を表す単位である[mol/L]へは何とか変換可能で、#2さんの通りに計算すると
35%濃塩酸は11.3mol/Lであると換算できます。

化学の知識が不足されている方が、どうして塩酸を必要とされているのか分かりませんが、
そのような方はできるだけ自分で薄めて使うようにせず、
あらかじめその濃度になった溶液を調達なさる方がよいでしょう。
https://www.nacalai.co.jp/ss/ec/EC-srchdetl.cfm?Dum=1&syohin=3731415&syubetsu=3

>1mol/Lというからには、100%塩酸・・・・と思うのですが、
違います。

1mol/Lとは、1L中に1molの溶質が溶けていることを意味します。
[mol]という単位は、粒子の個数を表すような単位で、
類似の単位に[ダース]があります(1molは1ダースに比べればとんでもない多数ですが)。

これに対してパーセントで表す濃度は
通常、100gの溶液に、何gの溶質が溶けているかという割合を表しています。

ということで、「1mol/Lが100%」が間違いであることが分かっていただけましたでしょうか。

また、「100%塩酸」も存在...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

Q濃度(ppm)からミリグラム(mg)に換算方法を教えてください。

仕事上で濃度ppmからミリグラムに換算して、回答にしなければならないのです。回答方法が解らないので、教えてください。よろしくお願い致します。

Aベストアンサー

#6です。補足見ました。

5×350/1000000=0.00175g=1.75mg

5g中に三酸化アンチモンは1.75mgあります。

Q温度を上げた時のpHについて

温度を上げるとルシャトリエの原理より吸熱反応の方向、水の電離が進行する方向に平衡が移動するので、溶液中の水素イオンが増加し、pHは小さくなる。

これだけだと納得できたのですが、

中性の水溶液のpHの値は温度が高くなると小さくなる。

がどうもしっくり来ません!

水素イオン濃度=水酸化イオン濃度だと中性、
平衡が移動したら水素イオンだけでなく水酸化イオンも同じ分だけ増えるのだから、たとえ温度を上げても中性なのでは・・・?

とごちゃごちゃ考えている間に分からなくなってしまいました(´;ω;`)

どう解釈したらいいのか教えていただけると嬉しいです

Aベストアンサー

温度が高くなると水分子の解離が進んで水素イオン濃度も水酸化イオン濃度も高くなります。したがって水の温度が高くなっても中性です。しかしながらその中性の時の水素イオン濃度だけを見れば温度が高くなれば高くなるのですからpHの値は低くなっていきますね。
25℃の時の中性のpHは7.00ですが40℃の時の中性のpHは6.77となります。
中性の定義とpHの定義は全く別と考えればよいでしょう。

Q波長(nm)をエネルギー(ev)に変換する式は?

波長(nm)をエネルギー(ev)に変換する式を知っていたら是非とも教えて欲しいのですが。
どうぞよろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

No1 の回答の式より
 E = hc/λ[J]
   = hc/eλ[eV]
となります。
波長が nm 単位なら E = hc×10^9/eλ です。
あとは、
 h = 6.626*10^-34[J・s]
 e = 1.602*10^-19[C]
 c = 2.998*10^8[m/s]
などの値より、
 E≒1240/λ[eV]
となります。

>例えば540nmでは2.33eVになると論文には書いてあるのですが
>合っているのでしょうか?
λに 540[nm] を代入すると
 E = 1240/540 = 2.30[eV]
でちょっとずれてます。
式はあっているはずです。

Qエクセルで計算すると2.43E-19などと表示される。Eとは何ですか?

よろしくお願いします。
エクセルの回帰分析をすると有意水準で2.43E-19などと表示されますが
Eとは何でしょうか?

また、回帰分析の数字の意味が良く分からないのですが、
皆さんは独学されましたか?それとも講座などをうけたのでしょうか?

回帰分析でR2(決定係数)しかみていないのですが
どうすれば回帰分析が分かるようになるのでしょうか?
本を読んだのですがいまいち難しくて分かりません。
教えてください。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

★回答
・最初に『回帰分析』をここで説明するのは少し大変なので『E』のみ説明します。
・回答者 No.1 ~ No.3 さんと同じく『指数表記』の『Exponent』ですよ。
・『指数』って分かりますか?
・10→1.0E+1(1.0×10の1乗)→×10倍
・100→1.0E+2(1.0×10の2乗)→×100倍
・1000→1.0E+3(1.0×10の3乗)→×1000倍
・0.1→1.0E-1(1.0×1/10の1乗)→×1/10倍→÷10
・0.01→1.0E-2(1.0×1/10の2乗)→×1/100倍→÷100
・0.001→1.0E-3(1.0×1/10の3乗)→×1/1000倍→÷1000
・になります。ようするに 10 を n 乗すると元の数字になるための指数表記のことですよ。
・よって、『2.43E-19』とは?
 2.43×1/(10の19乗)で、
 2.43×1/10000000000000000000となり、
 2.43×0.0000000000000000001だから、
 0.000000000000000000243という数値を意味します。

補足:
・E+数値は 10、100、1000 という大きい数を表します。
・E-数値は 0.1、0.01、0.001 という小さい数を表します。
・数学では『2.43×10』の次に、小さい数字で上に『19』と表示します。→http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%8C%87%E6%95%B0%E8%A1%A8%E8%A8%98
・最後に『回帰分析』とは何?下の『参考URL』をどうぞ。→『数学』カテゴリで質問してみては?

参考URL:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9B%9E%E5%B8%B0%E5%88%86%E6%9E%90

★回答
・最初に『回帰分析』をここで説明するのは少し大変なので『E』のみ説明します。
・回答者 No.1 ~ No.3 さんと同じく『指数表記』の『Exponent』ですよ。
・『指数』って分かりますか?
・10→1.0E+1(1.0×10の1乗)→×10倍
・100→1.0E+2(1.0×10の2乗)→×100倍
・1000→1.0E+3(1.0×10の3乗)→×1000倍
・0.1→1.0E-1(1.0×1/10の1乗)→×1/10倍→÷10
・0.01→1.0E-2(1.0×1/10の2乗)→×1/100倍→÷100
・0.001→1.0E-3(1.0×1/10の3乗)→×1/1000倍→÷1000
・になります。ようするに 10 を n 乗すると元の数字になるた...続きを読む

Q炭酸ナトリウムを水に溶かした時の最大Phは?

炭酸ナトリウムを入浴剤用に購入しようと思い、その安全性について調べているのですが、もし、出来るだけ多くの炭酸ナトリウムを水に溶かした時に、その水溶液のPhはどのくらいになるのでしょうか?

ちなみに私は化学はまるで素人なので、出来ましたら、計算式等と共に教えていただけると幸いです。

Aベストアンサー

 なんでこう、化学に関して素人だと仰る方の質問に対して、数値が知
りたいという問いにちゃんと計算して応えることの出来ない人がこうも
多いんだろうね? 迷惑だよ。

 私が所望の計算を致します。他の方々のコメントがなくても済むよう
にお答えしますね。必要な知識は、高校の化学の教科書や参考書にある
平衡定数の考え方です。
 炭酸ナトリウム水溶液の濃度が仮に 0.1 mol/L(=10.6 g/L)である
として、その pH を計算してみます。考え方は、参考 URL にある「酢酸
ナトリウム水溶液の加水分解」と同じです。

 炭酸は2段階電離をしますが、その第2段階の電離定数を Ka、水のイ
オン積を Kw、炭酸水素イオンの電離の逆反応の平衡定数を K とします。
簡単な計算から、K = Kw/Ka であることが分かります。
 水溶液中で、炭酸ナトリウムはほぼ完全に電離し、生じた炭酸イオン
の一部が炭酸水素イオンに戻ろうとしますが、その割合を x とし、便宜
上 C = 0.1 (mol/L) と置くと、x が 1 より充分小さいという近似の下
で x = √(C/K) となります。
 水酸化物イオン濃度 [OH^-] の値が [OH^-] = Cx 、水素イオン濃度
[H^+] が [H^+] = Kw/[OH^-] ですから、以上を用いて
[H^+] = √(Ka・Kw/C)
...となります。さて、pH は常用対数 log を用いて
pH = log(1/[H^+])
と定義されますから、あとは数値を放り込んで計算するだけです。
 代入すべき数値は、
Ka = 4.7×10^{-11} (mol/L) ;炭酸の第2段階電離定数
Kw = 1.0×10^{-14} (mol^2/L^2) ;水のイオン積
...と上記の C = 0.1 (mol/L) です。これらを用いて、求める値は
pH = -1/2・log(Ka・Kw/C) = 11.7(有効数字3桁)
です。常温(25℃)での中性だと pH = 7.0 、人間の体液における
値の典型値が pH = 7.4 だから、かなり強い塩基性ですね。
 濃度を C = 0.001 mol/L(上記の 1/100)にすると、pH = 10.7
くらいになります。

 参考までに、白馬八方温泉の温泉水の値で、pH = 11.3 くらいだそう
です。かなり強いアルカリ性の温泉も存在します。
http://www.goryukan.jp/spa/index.html
 入浴剤として使う場合の注意としては、強アルカリ性の温泉に入浴す
るときの注意点と同じです。当該の温泉地に問い合わせてみては如何で
しょうか?

参考URL:http://www2.yamamura.ac.jp/chemistry/chapter3/lecture5/lect3052.html

 なんでこう、化学に関して素人だと仰る方の質問に対して、数値が知
りたいという問いにちゃんと計算して応えることの出来ない人がこうも
多いんだろうね? 迷惑だよ。

 私が所望の計算を致します。他の方々のコメントがなくても済むよう
にお答えしますね。必要な知識は、高校の化学の教科書や参考書にある
平衡定数の考え方です。
 炭酸ナトリウム水溶液の濃度が仮に 0.1 mol/L(=10.6 g/L)である
として、その pH を計算してみます。考え方は、参考 URL にある「酢酸
ナトリウム水溶液の加水分...続きを読む


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