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化学平衡の問題

難易度 1教科書の例題レベル高校化学 化学平衡

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

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

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。

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