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今、大学入試の勉強をしている学生です。
化学IIの問題で、
0.2mol/lの炭酸ナトリウム100mlと0.2mol/lの塩酸50mlとの混合溶液のpHを求めなさいという問題で、炭酸のka1=4.6×10^-7 ka2=4.4×10^-11なのですが私にはまったくもってわかりません。
どなたかご教授よろしくお願いします。

A 回答 (1件)

先ず中和反応が起こる訳ですが、その状態から平衡に達する迄に生じる濃度変化について考える必要がありますね。

この意味分かりますか。


CO3^2- + H^+ → HCO3^-

上の中和直後の各濃度については、

[CO3^2-]=(2/15)‐(1/15)=1/15
[HCO3^-]=1/15


CO3^2-について、
加水分解:CO3^2- + H2O ⇔ OH^- + HCO3^- ;K=Kw/K2=2.3・10^(-4)

HCO3^-について、
酸解離:HCO3^- ⇔ H^+ + CO3^2- ;K=K2=4.4・10^(-11)
加水分解:HCO3^- ⇔ OH^- + CO2 ;K=Kw/K1=2.2・10^(-8)
不均化:2HCO3^- ⇔ CO2 + H2O + CO3^2- ;K=K2/K1=9.6・10^(-5)


各濃度はそれ程希薄で無く、またどの平衡定数:K も K<<1 だから、上の4つの平衡反応は殆ど右に進まないと予想されます。つまり平衡に達する迄に生じる濃度変化は近似的に無視出来ると思われます。

すると [CO3^2-]≒[HCO3^-]≒1/15 と見做せるから pH=pK2+log([CO3^2-]/[HCO3^-]) を用いて、

pH≒pK2+log{(1/15)/(1/15)}=pK2+log(1)=‐log(K2)=10.4
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この回答へのお礼

分かりやすいご解答をありがとうございます。
本当に分かりやすく納得できました!
お早い解答ありがとうございました。
受験勉強しっかり頑張ります!

お礼日時:2013/10/04 18:15

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