緩衝液の濃度について

質問

酢酸のpKaは4.76である。酢酸と水酸化ナトリウムを用いて、ph4.50
緩衝液を調製したい。水酸化ナトリウムの濃度を0.020Mとしたとき、酢酸の濃度を求めよ。

回答No.1

上野 尚人（@uenotakato）

pKa = 4.76 より
[ CH3COO- ] [ H+ ] / [ CH3COOH ] = 10^(-4.76)
これに
pH = 4.50 すなわち
[ H+ ] = 10^(-4.50)
を代入して

[ CH3COO- ] / [ CH3COOH ] = 10^(-0.26) ≒ 0.55

よって、溶液中の濃度比が
[ CH3COO- ] : [ CH3COOH ] = 0.55 : 1 = 11 : 20
になればよい。
酢酸と水酸化ナトリウムが中和して酢酸イオンになり、未反応の酢酸がほぼ酢酸分子のままで残ると考えると
（加えた水酸化ナトリウムの物質量）: （未反応で残った酢酸の物質量） = 11 : 20
すなわち
（加えた水酸化ナトリウムの物質量）: （はじめに存在した酢酸の物質量） = 11 : 31
となっていればよい。
水酸化ナトリウム水溶液と酢酸水溶液の量が同じであると仮定すると、酢酸の濃度は

0.020 * (31 / 11) = 0.0563… → 0.056M

であればよい。