化学平衡の問題
1 価の弱酸 の 水溶液がある。この温度における の電離定数は である。この水溶液の pH を、四捨五入して小数第 1 位まで求めよ。ただし、 の電離度は 1 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。また、 とする。
この問題で使うもの
- 弱酸・弱塩基の電離平衡と pH(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(26 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
弱酸の電離平衡を使う。弱酸では は酸の濃度そのものではなく、電離定数と電離度から求める。
ヒント 2
電離度を とすると 。電離度が十分小さいとき として、 となる。
ヒント 3
となる。ここから を求め、 を使って pH を計算しよう。
答えと解説
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解説を読む
弱酸の電離平衡から を求め、pH を計算する。
手順 1: 電離平衡と電離定数の式を書く。 弱酸 は水溶液中で一部だけ電離し、次の平衡が成り立つ。
手順 2: 濃度 と電離度 で表す。 のはじめの濃度を 、電離度を とすると、平衡時は
よって
電離度は 1 に比べて十分小さいので とみなせて、、すなわち である。したがって
手順 3: 数値を代入する。
より
(このとき で、1 に比べて十分小さく、近似は妥当である。)
手順 4: pH を求める。
よって pH は である。
別解
弱酸 HA の濃度を 、電離度を とすると、。 なので として 。
(1 に比べて十分小さく、近似は妥当)。
。
。
検算: で一致。