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化学平衡の問題

難易度 3共通テストレベル高校化学 化学平衡

で、 のアンモニア水 に純水を加えて全体を にした。この水溶液の pH を小数第 1 位まで求めよ。

ただし、 におけるアンモニアの電離定数を 、水のイオン積を とし、 とする。アンモニアの電離度は に比べて十分小さいものとし、水の電離による は無視する。

この問題で使うもの

この問題を解けるようになるまで(26 技能)

ヒント

行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。

ヒント 1

まず、薄めたあとのアンモニアの濃度を求めます。次に電離度を として、平衡時の各物質の濃度を表しましょう。

ヒント 2

電離度が十分小さいので と近似でき、 となります。

ヒント 3

なので です。あとは から を求め、 を使って pH を計算しましょう。

答えと解説

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濃度

を に薄めたので、アンモニアの濃度は

電離平衡

アンモニアは水溶液中で、その一部が水と反応して次のように電離し、平衡に達する。

⇄

電離度を とすると、平衡時の濃度は 、 である。電離定数は

は に比べて十分小さいので と近似できて 、よって

(このとき で、 に比べて十分小さく、近似は妥当である。)

pH

より

よって、小数第 1 位まで求めると pH は である。

別解

希釈後のアンモニアの濃度は 。
電離度 は 1 に比べて十分小さいので より 。
。
。
。
検算: 、 で一致する。また で一致する。

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