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No.2
- 回答日時:
1)について
塩酸と水酸化ナトリウムは次の反応により水と塩化ナトリウムになります。
HCl + NaOH → NaCl + H2O
塩化ナトリウムは強酸と強塩基の塩で中性です。
ところで混合液に加えられた塩酸の物質量は0.30mol/Lが1Lですから0.30 mol
水酸化ナトリウムの物質量は0.10 mol
したがってすべての水酸化ナトリウムは塩酸と反応して塩化ナトリウムと水になりますが0.30-0.10=0.20 molの塩酸が残ります。
その塩酸は加えた塩酸溶液の体積が1Lで水酸化ナトリウムの体積も1L,反応による水の体積は無視できるので2Lの混合溶液中に含まれることになります。
したがって塩酸の濃度は0.20/2 = 0.10 mol/L
塩酸は溶液中ですべて電離していますので水素イオン濃度は0.10mol/L
pH = -log[水素イオン濃度] ですから
pH = -log0.10 = 1.0
2)について
水酸化ナトリウムと塩化水素の反応は1)でのべたと同じに考えることができます。
最初に存在した水酸化ナトリウムの物質量は 0.020 * 500 / 1000 = 0.010 mol
吸収させた塩化水素の物質量は 0.005 mol
したがって反応後に残る水酸化ナトリウムの物質量は 0.010 - 0.005 = 0.005 mol
ところで反応後の溶液の体積は反応により生成する水の体積は無視できるので水酸化ナトリウムの水溶液の体積である500mL
したがって水酸化ナトリウムの濃度は 0.005 * 1000/500 = 0.01 mol/L
水酸化ナトリウムは溶液中ですべて電離していますので水酸化物イオンの濃度は0.01 mol/L
ところでpHは水素イオン濃度が分かりませんと求めることができません。
水溶液中では水のイオン積といって次の式が成り立っています。
(水素イオン濃度)*(水酸化物イオン濃度) = 10^-14
したがって溶液中の水素イオン濃度は
10^-14 / 0.01 = 10^-12
溶液のpHは
-log10^-12 = 12
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