酢酸を水酸化ナトリウム水溶液で滴定したとき、中和点における酢酸の液性は、酸性、中性、アルカリ性のいずれなんでしょうか?
弱酸の酸解離定数の対数値である、pKaは、その酸を中和するのに要した塩基の半分の量におけるpHに等しいとはどういうことなんでしょうか?

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A 回答 (4件)

「中和点における酢酸の液性」については,お二人の回答及び参考 URL のペ-ジ(the Home Page of Mr. & Ms. Hayashi)から「3 私の教材と主張など」→「3.化学平衡」→「11.酸と塩基」と進んだ中にある説明を御覧下さい。



なお,「中和点における酢酸の液性」と書かれていますが,中和点においては,酢酸は全て水酸化ナトリウムと反応して酢酸ナトリウムになっています。したがって,「中和点におけるこの溶液の液性」あるいは「中和点における酢酸ナトリウム溶液の液性」というべきです。


さて,後半部分ですが,inorganicchemist さんの回答が参考になりますが,残念ながら「平衡状態における[HA]は弱酸の初濃度Caに等しいと近似できますから、」は間違いです。これは次の様になります。

酸 HA の解離は HA → H+ + A- となり, pKa = ([H+][A-]/[HA]) です。

ここで,塩基 (B) との中和反応を考えると,HA + B → HB + A- と加えた塩基の濃度 [B] に等しい量の [HA] が消費されます。また,上記の様に中和した時点では,HA が全て消費されます。

さて,中和に要する量の半分の塩基を加えた場合を考えると,消費される酸の量は加えた塩基の量と同じですから,最初存在した酸の半分が消費されています。

したがって,この時の酸の量は加えた塩基の量と同じであり,中和反応で生じる A- の量と同じです。つまり,[HA] = [A-] です。

この時点の pH = -log([H+]) を考えると,

  pH = -log([H+]) = -log([H+][A-]/[A-]) = -log([H+][A-]/[HA]) = pKa

となり pKa に等しくなります。

つまり,pKa は酸を中和するのに要した塩基量の半分を加えた時点での pH に等しいわけです。

参考URL:http://www.zzz.or.jp/masasuma/
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弱酸の緩衝液の問題として考えるのですが、



pH=pKa+log([A]/[HA])

という式があります。
(教科書をみてもこの式がわからなかったら、また補足してください。)

初濃度Caの半分の強塩基を加えた状態を考えてください。

HAのうち、半分は中和されて、A(-1)を生じます。これが
HAの共役塩基です。その濃度[A]は(1/2)Caとなります。

一方、酸HAは溶液中にA(-1)がある程度存在しているので、
それ以上は解離できません。
ので、その濃度[HA]は当然(1/2)Caとなります。

この二つの化学種の濃度を最初の式に代入すると
対数の部分はゼロになりますから、(log1=0)

pH=pKa

つまりこの問題の条件におけるpHがその弱酸のpKaを与えることになります。
注意してほしいのは、pKaは平衡定数から誘導される値なので、温度さえ一定で
あれば常に一定であるのに対し、pHは変化すると言うことです。

分析化学の問題は特に、近似が重要です。100人と101人は同じ人数なのです。
ただし、この近似を鵜呑みにして、10人と11人を同じとかやってしまうと
間違った結果になるので、常に、近似の妥当性、正当性を考える癖を付けてください。
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中和点において存在する化学種と、それぞれの大まかな濃度を


考えてみてください。そのときに、たとえば、HClはほとんど
存在せずに、H(+)とCl(-)になる、では弱酸の場合は・・・
わかりましたか?

二番目の質問は、ちょっと表現にあいまいな部分があると思うのですが
酸解離定数の定義から考えてください。弱酸をHAであらわすと、

Ka=[H][A]/[HA]

[H]=[A]を代入して、両辺の対数をとって(-1)倍すると
{norinori3さんのpKaちょっとおしいですね。}

-log(Ka)=-2log[H]+log[HA]

-log(Ka)=pKa、-log[H]=pHと表すと、

pKa=2pH+log[HA] 書き換えると

pH=(1/2)pKa-(1/2)log[HA]

これが弱酸のpHを求める一般式になります。
さらに、弱酸の電離度が十分小さいと考えると、
平衡状態における[HA]は弱酸の初濃度Caに等しいと
近似できますから、

pH=(1/2)pKa-(1/2)log(Ca)

んで、後は中和に要した塩基の量から酸の初濃度を
見積もって、代入すれば・・・・

健闘を祈ります。

この回答への補足

平衡状態における[HA]は弱酸の初濃度Caに等しい,以降が僕の理解を超えているんですんが、実験では、初濃度Caということについてはなんらそくていしてもいないし、実験書にもかいていないんですが、これをつかわずにせつめいとかできるもんなんでしょうか?

補足日時:2001/05/24 00:07
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塩基性です、理由は生成する酢酸ナトリウムが、水と加水分解反応をして、


水酸化物イオンを出すからでございます
>弱酸の酸解離定数の対数値である、pKaは、その酸を中和するのに要した塩基の半分の量におけるpHに等しいとはどういうことなんでしょうか
については僕も初めて聞く単語なので、答えられません
未熟者でもうしわけない・・・
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この回答へのお礼

ありがとうございます。ほんとに化学が不得意なもんですいません

お礼日時:2001/05/24 00:12

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Q酸性・アルカリ性について

酸性・アルカリ性について

黄色い便は酸性、褐色の便はアルカリ性だと思いますが、
宿便はアルカリ性なのでしょうか?

それから、塩はアルカリ性ですが、
梅干しは酸性なのかアルカリ性なのか混乱しています。

というのは、座禅断食の明けの食事の時に
梅湯を飲むと宿便がドバーッと排泄するのですが、
その仕組みをうまく説明できません。

アルカリ性の宿便に梅の酸が反応し中和する。
それで、宿便が腸壁からはがれる。

でも梅干しにはアルカリ性の塩分が含まれている。
梅干しではなく、塩だけぬるめの湯に溶かして飲んでも、
宿便を排泄できるようです。
宿便はアルカリ性、塩もアルカリ性。
ますます混乱してしまいます。

また、加熱野菜はアルカリ性、
生野菜は中性との説がありますが本当でしょうか?
アルカリ性の加熱野菜ばかり摂ると発癌しやすくなるとのこと。
酸性食品ばかりではなくアルカリ性食品でも癌になるのでしょうか?

上記のことについて詳しい方、
回答をお願いします。

Aベストアンサー

>黄色い便は酸性、褐色の便はアルカリ性だと思いますが、
この根拠は何ですか?
基本的に便の色は肝臓から出る胆汁の色です。
肝臓が悪いと真っ白の便が出ることもあります。

>それから、塩はアルカリ性ですが、
塩とは塩化ナトリウムの事でしょうか?そうならば中性です。
塩化カリウムも中性です。塩化マグネシウムはちょっと酸性です。
炭酸ナトリウムはアルカリ性です。

>梅干しではなく、塩だけぬるめの湯に溶かして飲んでも、
>宿便を排泄できるようです
宿便の排泄に酸性・アルカリ性はほとんど関係ありません。
基本的には水分量で、塩化マグネシウムなどを摂取すると、
浸透圧の関係で便が水分を含みやすくなり排泄されやすくなります。
浣腸に含まれるグリセリンも同じ働きです。
試しに、コントレックスとかペリエとかの硬水を飲んでください。
明らかな効果があります。

>加熱野菜はアルカリ性
そんな訳はないでしょう。レモンを加熱するとアルカリ性になるのですか?

Q弱酸と弱塩基からなる塩の水溶液の液性

弱酸と弱塩基からなる塩の水溶液の液性はどのようにして調べられますか?

強酸(強塩基)と弱塩基(弱酸)からなる塩の場合、
例えばNH4Clであれば、水溶液中で電離し、
NH4Cl → NH4^+ + Cl^-
さらにNH4^+が加水分解し、
NH4^+ + H2O ⇔ NH3 + H3O^+
となって酸性であることがわかります。

しかし、弱酸と弱塩基からなる塩の場合、
例えば、CH3COONH4であれば、水溶液中で電離し、
CH3COONH4 → CH3COO^- + NH4^+
両方がさらに加水分解し、
CH3COO^- + H2O ⇔ CH3COOH + OH^-
NH4^+ + H2O ⇔ NH3 + H3O^+
となり、平衡式が2つ出てきてしまうため、
どのように考えればいいのかがわかりません。

いくつかの文献やウェブサイトを見たのですが、
CH3COONH4は中性であるとしか書いてなく、なぜそうなるのかがわかりません。

また、(NH4)C2O4も同じく弱酸と弱塩基によってできていますが、
こちらは酸性になるとありました。
同様になぜそうなるのかが書いてありませんでした。

どのように考えればいいのでしょうか。
上の2つを例に詳しく説明していただけると嬉しいです。

よろしくお願いします。

弱酸と弱塩基からなる塩の水溶液の液性はどのようにして調べられますか?

強酸(強塩基)と弱塩基(弱酸)からなる塩の場合、
例えばNH4Clであれば、水溶液中で電離し、
NH4Cl → NH4^+ + Cl^-
さらにNH4^+が加水分解し、
NH4^+ + H2O ⇔ NH3 + H3O^+
となって酸性であることがわかります。

しかし、弱酸と弱塩基からなる塩の場合、
例えば、CH3COONH4であれば、水溶液中で電離し、
CH3COONH4 → CH3COO^- + NH4^+
両方がさらに加水分解し、
CH3COO^- + H2O ⇔ CH3COOH + OH^-
NH4^+ + H2O ⇔ NH3 + H3O^+
...続きを読む

Aベストアンサー

基本的な部分の理解は完璧だと思います.
最後の2次方程式もそれであっていると思います.
c が消えるのは,それでいいのです.つまり,チャージバランスを簡略化したときに使った,c があまり低くなく,電荷総量に寄与する荷電種として水素イオンや水酸化物イオンを無視できるとした近似が成立する範囲においては,濃度にほとんど依存しない pH になるということです.これは酢酸アンモニウムの時も同じでした.

ここまでできたのですから,ほんとうはシュウ酸の第1解離も考慮したうえで,チャージバランスにも近似を使わないで徹底的に厳密な計算にも挑戦してみてほしいところですね.結果は [H+] についての5次方程式になるはずで,数値解で値を求めるということになるのですが.ここまで一度経験すれば,弱酸弱塩基に関する計算問題はほぼ怖いものなしです.まあ,今のレベルでも,もう当分困ることはないでしょう.ついでにいうと,やってみてわかったと思いますが,こういう計算は,内容はそれほど難しいわけではないのにけっこうめんどくさいので,ちゃんとやったことのある人は意外に限られています.またマスバランスにしてもチャージバランスにしても,今後いろんな局面で登場し,それを使って考えることが出てきます.しかし,基本概念が確立し,それを使った計算で頭を捻ったことが一度あれば,たいがいの場合については対応できると思います.
お疲れ様.

基本的な部分の理解は完璧だと思います.
最後の2次方程式もそれであっていると思います.
c が消えるのは,それでいいのです.つまり,チャージバランスを簡略化したときに使った,c があまり低くなく,電荷総量に寄与する荷電種として水素イオンや水酸化物イオンを無視できるとした近似が成立する範囲においては,濃度にほとんど依存しない pH になるということです.これは酢酸アンモニウムの時も同じでした.

ここまでできたのですから,ほんとうはシュウ酸の第1解離も考慮したうえで,チャージバランス...続きを読む

Q食品の酸性、アルカリ性

食品別の酸性、アルカリ性が分かるサイトがありましたら教えて下さい。
酸性、アルカリ性の度合いも分かるものだと嬉しいですが、どの食品が酸性、どの食品がアルカリ性と分かるだけでも結構です。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

>食品成分表には出ていないんですよね。
酸性食品・アルカリ性食品というのは.該当食品を燃して残った灰を水に溶かして酸性ならば酸性食品.アルカリ性ならばアルカリ性食品というのが定義です。
実際のところは.主成分の燐酸とカルシウムの濃度がどちらが高いか.ということです。
リンの分子量が31.カルシウムの分子量が40
燐酸が3か.カルシウムが2か
ですから.リン濃度(かしょく分100gあたりのg数)を31で割った値とカルシウム濃度(かしょく分100gあたりのg数)を40で割った値を比べて.リンが大きければ酸性食品.カルシウムが多ければアルカリ食品.と大雑把な見当がつきます。

燐酸1カルシウム1水素 という形がほぼ中性ですから.か数を考えずモル比だけで近時できます。
なお実際には他の無機質の影響がありますが.燐酸とカルシウムだけみれば大体の所は見当つくはずです(食品添加物を使わない限り.他の部室が少ない為)。
ご自身でアルカリ性食品を作りたいのであれば.食品添加物の炭酸カルシウム(ガムに使われている白い粉)でも少し(成分表のリン濃度と比較して)混ぜればアルカリ性食品になります。

アルカリ性食品と宣伝している商品には.炭酸カルシウムを添加しているだけ.なんて場合があります。

>食品成分表には出ていないんですよね。
酸性食品・アルカリ性食品というのは.該当食品を燃して残った灰を水に溶かして酸性ならば酸性食品.アルカリ性ならばアルカリ性食品というのが定義です。
実際のところは.主成分の燐酸とカルシウムの濃度がどちらが高いか.ということです。
リンの分子量が31.カルシウムの分子量が40
燐酸が3か.カルシウムが2か
ですから.リン濃度(かしょく分100gあたりのg数)を31で割った値とカルシウム濃度(かしょく分100gあたりのg数)を40で割った値を比べて.リンが大きけれ...続きを読む

Q弱酸と強塩基の中和滴定

 あの、基本的なことですいません。
 酢酸と水酸化ナトリウムとの中和滴定で酢酸は弱酸ですべて電離はしませんよね。ということは水酸化ナトリウムで滴定できる酢酸の濃度は溶液中に存在する酢酸から電離した水素イオンですね。
 どうにも、久々計算するもので電離平衡の部分と頭の中でごちゃごちゃになっています。
 もしかして、酢酸は水酸化ナトリウムと反応していってすべて電離してしまうのでしょうか?
 一応、大学の試験に通った大学生なのですが少し勉強しないうちに頭から抜けてしまいました。どうかご教授ください。お願いいたします。

Aベストアンサー

お解りになっているようなので蛇足になりますが・・・。

> 中和滴低の際はCH3COOH→CH3COO- + H+ の方向にすべて電離していって完全に反応してしまうということですね。

 そうです。「ル・シャトリエの法則」って習った記憶ありませんか。『化学平衡にある系で,平衡を決める因子の1つに変化がおこったとき,その変化を打ち消す方向に平衡が移動する』という法則です。

 酢酸溶液中では次の電離平衡が成り立っています。

   AcOH ⇔ AcO(-) + H(+) (*)

 ここで,水酸化ナトリウムを加えると右辺の H(+) が消費されてなくなります。

   H(+) + OH(-) → H2O

 つまり,(*) の電離平衡を決めている因子の一つの H(+) の量が減りました。そのため,それを打ち消す方向(右側)に平衡が移動して新たに H(+) が生成されます。

 新たに生じた H(+) も NaOH と反応して消費され,また平衡が右側に移動し,新たな H(+) が供給されます。この過程が繰り返される結果,全ての AcOH が NaOH と反応します。

 なお,この状況は中和滴定に限りません。何らかの平衡にある系であれば,類似の現象が起こります。

> 中和滴定と電離平衡をごちゃ混ぜに考えてはいけないということですか。

 ごちゃ混ぜはいけないでしょうが・・・。上記のように,中和滴定の場合であっても,平衡にある系であれば,平衡も同時に考えなければいけないという事です。

お解りになっているようなので蛇足になりますが・・・。

> 中和滴低の際はCH3COOH→CH3COO- + H+ の方向にすべて電離していって完全に反応してしまうということですね。

 そうです。「ル・シャトリエの法則」って習った記憶ありませんか。『化学平衡にある系で,平衡を決める因子の1つに変化がおこったとき,その変化を打ち消す方向に平衡が移動する』という法則です。

 酢酸溶液中では次の電離平衡が成り立っています。

   AcOH ⇔ AcO(-) + H(+) (*)

 ここで,水酸化ナトリウムを加えると...続きを読む

Q酸性・アルカリ性について

酸性・アルカリ性ってどう言う事で習ったのでしたっけ?物には酸性・アルカリ性どっちかのもが多いからと言う事でしたっけ。

Aベストアンサー

 こんばんは。小中学校の理科(中学なら一分野)、高校なら化学です。水溶液中の水素イオン濃度が多いほど酸性で、少ないほどアルカリ性です。

 例えば、塩化水素(HCl)が水に溶けたものを塩酸と呼びますが、その時、HCl → Hプラス + Clマイナス という具合にイオンに分かれますが、このときHプラス(水素イオン)が水溶液が酸性に傾くのに寄与するのです。

 水に溶けて酸性を示す物質が酸で、アルカリ性を示す物質が塩基です。

 ちなみに、酸性、アルカリ性の度合いは、pHという値で示され、pH7で中性で、それよりpHが高いと、アルカリ性。低いと酸性です。人間の胃の中はpH2.2くらいです。

 青色リトマス試験紙を赤く変えるのが酸性の水溶液。赤色リトマス試験紙を青く変えるのがアルカリ性の水溶液です。

Q酢酸水溶液と酢酸ナトリウム水溶液の調製

0.2mol dm^3酢酸水溶液200cm^3 の調製方法がわかりません。
教えてください。

酢酸(17.3mol・dm^-3)

また、酢酸水溶液ナトリウム水溶液200cm^3の調製方法もお願いします。
CH3COONa・3H2O

Aベストアンサー

0.2mol/Lが0.2Lですから、必要な酢酸は0.04molです。
CH3COOH=60 ですから、24gの酢酸に水を加えて200mlにすればOKです。

酢酸ナトリウムのほうは濃度が判りませんが、n mol/Lとしておきましょう。
CH3COONa・3H2O=136 ですから、136nグラムのCH3COONa・3H2Oを水に溶かして最終的に1Lにすればn mol/Lになります。

Q【化学】重曹とクエン酸の話。 重曹はアルカリ性で、 クエン酸は酸性です。 湯あか水垢、アンモニア

【化学】重曹とクエン酸の話。

重曹はアルカリ性で、
クエン酸は酸性です。

湯あか水垢、アンモニアはアルカリ性なのでクエン酸の酸性で落ちます。

皮脂は酸性です。

皮脂汚れが湯あかだと思っていましたが、なぜ皮脂汚れは酸性なのに、お風呂の湯船の溜まり湯との縁に出来る湯あか汚れはアルカリ性なんですか?

Aベストアンサー

皮脂・・は、高級脂肪酸ですから酸性・・・(^^)なんてことはない。
アルカリとは、水溶液の性質、高級脂肪酸は水に全く溶けないので、酸性アルカリ性を問う意味がない。
 例えばステアリン酸 https://www.google.co.jp/search?hl=ja&site=imghp&tbm=isch&source=hp&biw=1024&bih=622&q=%E3%82%B9%E3%83%86%E3%82%A2%E3%83%AA%E3%83%B3%E9%85%B8&btnG=%E7%94%BB%E5%83%8F%E3%81%A7%E6%A4%9C%E7%B4%A2&oq=&gs_l=#safe=off&hl=ja&tbm=isch&q=%E3%82%B9%E3%83%86%E3%82%A2%E3%83%AA%E3%83%B3%E9%85%B8+%E3%83%91%E3%82%A6%E3%83%80%E3%83%BC

 そもそも皮脂による汚れは、金属石鹸--脂肪酸とカルシウムやマグネシウムの塩のこと。
  いわゆるグリス・・・
 一方、脂肪酸のナトリウム塩やカリウム塩は石鹸でしたね。
  ですので、重曹や水酸化ナトリウムで石鹸にすれば洗い流せる。

>湯あか水垢、アンモニアはアルカリ性なのでクエン酸の酸性で落ちます。
>お風呂の湯船の溜まり湯との縁に出来る湯あか汚れはアルカリ性なんですか?
 それは理解が根本的に違う。どこからの情報かな・・
 アンモニアは極めてよく水に溶け、それ自体洗剤になるよ。
  古代ローマの洗濯は、人尿を発酵させてできるアンモニア使ってた。

 湯垢・・いろいろあります。
・硬水を煮沸する沈殿するもの
  炭酸水素カルシウムが炭酸カルシウムになる
・硫酸塩や塩化物の場合
  石鹸や皮脂と結びついて金属石鹸をつくる。

 いずれにしろ、クエン酸を加えるとクエン酸塩になるし、重曹加えればナトリウム塩になる。

 というだけ・・

皮脂・・は、高級脂肪酸ですから酸性・・・(^^)なんてことはない。
アルカリとは、水溶液の性質、高級脂肪酸は水に全く溶けないので、酸性アルカリ性を問う意味がない。
 例えばステアリン酸 https://www.google.co.jp/search?hl=ja&site=imghp&tbm=isch&source=hp&biw=1024&bih=622&q=%E3%82%B9%E3%83%86%E3%82%A2%E3%83%AA%E3%83%B3%E9%85%B8&btnG=%E7%94%BB%E5%83%8F%E3%81%A7%E6%A4%9C%E7%B4%A2&oq=&gs_l=#safe=off&hl=ja&tbm=isch&q=%E3%82%B9%E3%83%86%E3%82%A2%E3%83%AA%E3%83%B3%E9%85%B8+%E3%83%91%E3%8...続きを読む

Q水酸化ナトリウム水溶液・水酸化カルシウム水溶液を判別実験

水酸化ナトリウム水溶液・水酸化カルシウム水溶液を判別する実験の方法を教えてください。
使っていい道具
ビーカー・ガスバーナー・試験管・マッチ・三角架・金網・薬さじ・ろ紙・漏斗・スタンド・リトマス紙・BTB溶液・フェノールフタレーン液・ガラス棒・スライドガラス・金属皿・駒込ピペット・メスシリンダー・マグネシウムリボン・べネジクト液・沸騰石・試験管ばさみです。量は限りがないものとします。
「混ぜて白く濁らる」以外であればお願いします。
※禁止事項
・息を吐いて二酸化炭素を入れる
・手を入れてみる、触ってみる
・においをかぐ
・見た目(ただし、色の違い・気体発生などの明らかなものは可)
・手で重さを比べる

Aベストアンサー

水酸化ナトリウム水溶液と水酸化カルシウム液のそれぞれを、ビーカーに100ccほど採り、駒込みピベットで少量ずつ塩酸を入れ、両方の水溶液が中性になったところで、塩酸を入れるをやめる。両方の水溶液が中性になったかどうかは、リトマス試験紙で確認する。中性になったそれぞれの水溶液を、それぞれの試験管に入れ、試験管ばさみで試験管を持ち、ガスバーナーで、結晶が出てくるまで加熱する。そして、それぞれの結晶をスライドグラスにのせ、結晶を顕微鏡で見る。塩化ナトリウムの結晶が見られる方が、水酸化ナトリウム液となる。

Q【化学】「酸性の汚れに対してはアルカリ性の洗剤を使えば良く汚れが落ちる」 「逆にアルカリ性の汚れは酸

【化学】「酸性の汚れに対してはアルカリ性の洗剤を使えば良く汚れが落ちる」


「逆にアルカリ性の汚れは酸性の洗剤で良く落ちる」


なぜ逆性の物質を付けると良く落ちるんですか?

酸性に対してアルカリ性のものを合体させると中和するってこと?

本当に中和するの?

本当に中和して汚れが落ちてるの?

それとも全く別な化学の法則で落ちてるの?

なんで酸性とアルカリ性を混ぜると中性になるの?どういう化学式?

Aベストアンサー

>本当に中和して汚れが落ちてるの?
はい、中和しますよ。中和すると水や洗剤に溶けやすくなります。
>なんで酸性とアルカリ性を混ぜると中性になるの?どういう化学式?
世界中の化学式は書けません。疑って居る様ですが、何か理由があるのでしょうか?
もちろん、濃硫酸でぐつぐつ煮る、という絶対落ちるのもありますが、全部溶けて無くなります。

Q緩衝液+過剰な弱酸+弱塩基について

現在、pHに関する勉強をしているのですが、以下のような場合、pHの求め方がよく解りません。宜しければご教授いただきますと助かります。宜しくお願いいたします。
--------------------------------------------------------

■問題
濃度が解らない4ほう酸ナトリウム緩衝液(おそらくほう酸が入っている。pH10に調整)にギ酸0.054M、酢酸0.0417Mを加えたところpH4.8になった。その後、Mg(OH)2を0.7M加えた。最終pHはいくらになるか。

※参考値
●ギ酸のKa=1.8×10^-4
●酢酸のKa=1.7×10^-5、
●Ksp=[Mg+2]*[OH-]^2=1.2×10^-11
●ほう酸 pKa=9.24 Ka=5.75×10^-10
●Na2B4O7 + 7H2O =2Na^+ +2B(OH)4^- + H3BO3
--------------------------------------------------------
※ちなみに・・・ギ酸と酢酸の混合液を中和する際、中和剤は等モルずつ消費されるのでしょうか。それともギ酸の方が強酸なので、まずギ酸から中和してギ酸が終わってから酢酸でしょうか。こちらも宜しければ教えていただきますよう宜しくお願いいたします。

現在、pHに関する勉強をしているのですが、以下のような場合、pHの求め方がよく解りません。宜しければご教授いただきますと助かります。宜しくお願いいたします。
--------------------------------------------------------

■問題
濃度が解らない4ほう酸ナトリウム緩衝液(おそらくほう酸が入っている。pH10に調整)にギ酸0.054M、酢酸0.0417Mを加えたところpH4.8になった。その後、Mg(OH)2を0.7M加えた。最終pHはいくらになるか。

※参考値
●ギ酸のKa=1.8×10^-4
●酢酸のKa=1.7×10^-5、
●Ksp=[M...続きを読む

Aベストアンサー

こちらで計算したら、C=4.436*10^(-5)M になりました。

確かに非常に小さい、緩衝溶液とは言えない濃度ですね。


また加える物質がMg(OH)2なら分かりますが、MgOの場合はよく分かりません。

MgO(7g)を比較的多量に加えている為、多分極一部がMg(OH)2に変化し、殆どがMgOのまま沈殿してしまうでしょう。

だからそのまま溶解度積が利用できないのです。

もし少量で全てが溶けるような条件なら計算は可能です。




とりあえずMg(OH)2を加えたとして話を進めます。

MgOを7gとして、Mg(OH)2=0.695Mと換算します。加える事により生じる体積変化は無視しています。

「Mg(OH)2の沈殿が生じている」と仮定すると溶解度積:[Mg^2+][OH^-]^2=Kspが成り立ちます。

Cが分かったので、[Na^+]やホウ酸(HA)の分析濃度が分かりました。


すると電荷収支から、
[H^+]+[Na^+]+2[Mg^2+]=[HCOO^-]+[OAc^-]+[A^-]+[OH^-]

溶液は塩基性と仮定すると、次のように書き換えられます。

[Na^+]+2Ksp([H^+]/Kw)^2=[HCOO^-]+[OAc^-]+[A^-]+(Kw/[H^+])


この条件に於いては次のように近似出来ます。

[HCOO^-]≒0.51*0.054/250=1.10*10^(-4)M
[OAc^-]≒0.6*0.0417/250=1.00*10^(-4)M

また [Na^+]=1.37*10^(-4) だから、

1.37*10^(-4)+2Ksp([H^+]/Kw)^2=1.10*10^(-4)+1.00*10^(-4)+{4.42*10^(-5)Ka/([H^+]+Ka)}+(Kw/[H^+])


この方程式を解くと、[H^+]=3.96*10^(-11)、pH=10.4

塩基性の仮定は妥当と思われます。

また結果から、[Mg^2+]=Ksp([H^+]/Kw)^2=1.88*10^(-4)<0.695 より、
沈殿は生じている事になるから近似は妥当と考えられるでしょう。

こちらで計算したら、C=4.436*10^(-5)M になりました。

確かに非常に小さい、緩衝溶液とは言えない濃度ですね。


また加える物質がMg(OH)2なら分かりますが、MgOの場合はよく分かりません。

MgO(7g)を比較的多量に加えている為、多分極一部がMg(OH)2に変化し、殆どがMgOのまま沈殿してしまうでしょう。

だからそのまま溶解度積が利用できないのです。

もし少量で全てが溶けるような条件なら計算は可能です。




とりあえずMg(OH)2を加えたとして話を進めます。

MgOを7gとして、Mg(OH)2=0...続きを読む


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