酸と塩基の問題
において、モル濃度 の硫酸 水溶液がある。硫酸は強酸であり、この水溶液中で 2 段階とも完全に電離しているものとする。この水溶液の水素イオン濃度 は何 か。有効数字 2 桁で求めよ。ただし、水の電離によって生じる は無視できるものとする。
この問題で使うもの
- 酸・塩基の価数と強弱(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(4 技能)
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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
硫酸 1 分子が何個の を出すか(価数)と、どれだけ電離するか(電離度)を考えます。
ヒント 2
を使います。完全に電離するので電離度は です。
ヒント 3
より、硫酸の濃度の 2 倍が の濃度になります。
答えと解説
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解説を読む
1. 硫酸の価数と電離を確認する
硫酸 は、1 分子から を 2 個出すことができる 2 価の酸である。問題文より、2 段階とも完全に電離するので、まとめると
となる。つまり、 から が 生じる。
2. 水素イオン濃度を求める
強酸が完全に電離するとき、
で、電離度は である。したがって
水の電離による は無視できるので、答えは である。
別解
硫酸は 2 段階とも完全に電離する: 。
硫酸 1 mol から が 2 mol 生じるので、
。
検算: で、 濃度が 濃度 の 2 倍になっており、電荷のつりあいも成り立つ。