化学平衡の問題
で、 のアンモニア 水 と、 の塩化アンモニウム 水溶液 を混合した。この混合水溶液の 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。塩化アンモニウムは水中で完全に電離し、アンモニアの電離とアンモニウムイオンの加水分解はともにわずかで、それによる と の物質量の変化は無視してよい。また、混合による体積の変化はないものとする。
この問題で使うもの
- モル濃度(説明と入口の問題)
- 緩衝液の 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(29 技能)
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ヒント
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ヒント 1
混合後の と の物質量(または濃度)をそれぞれ求めよう。
ヒント 2
を変形すると となる。
ヒント 3
なので mol/L。 から pH を求めよう。
答えと解説
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解説を読む
混合水溶液中の と
の物質量:
は完全に電離する()ので、 の物質量:
弱塩基とその塩が共存するので、この水溶液は緩衝液である。混合後の体積は なので
を求める
アンモニアの電離平衡
の電離定数 は、同じ水溶液中で成り立つ。電離と加水分解はわずかなので、上の濃度をそのまま使えて
pH を求める
小数第 1 位までで 9.6 である。
別解
混合後の物質量は : 、(NH4Cl は完全電離): 。同じ溶液中なので濃度比は物質量比 。
より
。
。
。
検算: 、。一致する。