高校化学 電離平衡について

質問

閲覧ありがとうございます。拙い質問で恐縮ですが、ぜひご回答いただければ幸いです。

0.1mol/Lの酢酸ナトリウム水溶液のｐHを求めるという問題です。

酢酸ナトリウムは塩なので完全に電離して[CH3COO-]=0.1
加水分解平衡より
K＝[CH3COOH][OH-]/[CH3COO-]は一定であり、加水分解度をα、濃度をｃとすれば、
K=(cα)^2/c-cαとなるが、ここでc-cαはcに近似できると回答に書いてあったのですが、それはなぜでしょうか？

回答No.2

上野 尚人（@uenotakato） · ベストアンサー

平衡を考えるときには、複数の物質の変化を考える必要があります。
今回の電離平衡の場合は、酢酸イオンは「酢酸ナトリウムの電離（ほぼ完全に電離）」と「酢酸の電離（ほとんど電離しない）」の２つから発生し、その２つの酢酸イオンの濃度を合わせたものを [ CH3COO- ] とすることになります。

①酢酸ナトリウムの電離（電離度を1とする）
CH3COONa → CH3COO- + Na+
電離後、酢酸イオンのモル濃度は 0.1 mol/L , ナトリウムイオンのモル濃度も 0.1 mol/L

②酢酸の電離（電離度をαとする）
CH3COOH → CH3COO- + H+
電離後、酢酸の濃度は c(1-α) , 酢酸イオンの濃度は cα , 水素イオンの濃度は cα

この２つを合わせて
[ CH3COOH ] = c(1-α)
[ CH3COO- ] = 0.1 + cα
[ H+ ] = cα
となり、これを電離定数の式に入れて

Ka = { (0.1 + cα) * cα } / c(1-α) (*)

この式で 0.1 + cα ≒ 0.1 , 1 - α ≒ 1 と近似して計算を進めていきます。
※この式(*)においてKaの値が10^-5くらいの桁であることがわかっていることから、αの値が1とくらべて非常に小さい（10^-2くらいの桁）と判断し、近似を行います。

＞CH3COO- +H2O ⇔CH3COOH + OH- の反応で、酢酸の電離度が小さいとすれば、CH3COOHに平衡が偏ることになりませんか？

「酢酸の電離度が小さい」というのは、②の電離平衡が左に偏っていることを表します。
さらに酢酸ナトリウムを加える（①）ことによって酢酸イオンの濃度が上がるため、②の電離平衡はさらに左に移動します。

質問者さんの書いた加水分解の式
CH3COO- +H2O ⇔CH3COOH + OH-
を基準に考えれば、
「酢酸ナトリウムを加える（①）ことによって酢酸イオンの濃度が上がるため、この加水分解の平衡は右に移動する」
という言い方になります。

回答No.3

gojmgj

酢酸の電離度はα≪1で非常に小さいのでcaを無視することができます。ここで分子のcaは無視できないのかという疑問が浮かぶかもしれません。しかし冷静に考えてみると分子を無視すると加水分解定数が0になってしまうのでこれを無視するのはおかしいです

回答No.1

hiro_1116

酢酸は弱酸なので、αは１に比べて十分に小さい（めちゃめちゃ小さい）と考えられるからです。

補足

回答ありがとうございます。酢酸の電離度について私も考えたのですが、自分ではうまく結びつけることできませんでした。

CH3COO- +H2O ⇔CH3COOH + OH- の反応で、酢酸の電離度が小さいとすれば、CH3COOHに平衡が偏ることになりませんか？

返信をいただければ幸いです。