化学平衡の問題
で、濃度 の酢酸ナトリウム 水溶液がある。この水溶液の pH を小数第 1 位まで求めよ。
ただし、 における酢酸の電離定数を 、水のイオン積を とする。酢酸ナトリウムは水中で完全に電離し、酢酸イオンの加水分解はわずかで、加水分解する酢酸イオンの割合は 1 に比べて十分小さいものとする。また、水の電離による水酸化物イオンは無視してよい。
この問題で使うもの
- 塩の加水分解と pH(説明と入口の問題)
- 強酸・強塩基の水素イオン濃度と水のイオン積(説明と入口の問題)
- pH の計算(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(28 技能)
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ヒント
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ヒント 1
酢酸イオンは水と反応して と を生じる平衡(加水分解)をつくる。
ヒント 2
加水分解定数は で求められる。加水分解の割合が小さいとき、 となる。
ヒント 3
mol/L、 である。 から pH を求めよう。
答えと解説
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解説を読む
加水分解の平衡
酢酸ナトリウムは水中で完全に電離する。
生じた酢酸イオンは弱酸の陰イオンなので、一部が水と反応(加水分解)して を生じ、水溶液は塩基性になる。
加水分解定数
この平衡の加水分解定数 は
で、分母・分子に をかけると
を求める
酢酸イオンの濃度を 、加水分解する割合を とすると、、 なので
( で、1 に比べて十分小さく、近似は妥当である。)
pH を求める
別解
酢酸イオンの加水分解 の加水分解定数は
。
酢酸ナトリウムの濃度を 、加水分解の割合を とすると、、。
より 。
なので 。
検算: で近似は妥当。 より pH 。