ｐＨ計算で悩む…

質問

分かったと思ったら次でつまづく化学の問題に
今日も励みますが…先生ｐＨ求めろって言ってるのに
解答がｐＨになってないＴＴ

「こっからどうするの…」と今日も来ました（泣）

0.01mol／L の硫酸100ｍｌと0.01mol／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液 100mlを混合した溶液。

疑問１、100ｍｌでも1000ｍｌでもｐＨは変わらないと思いますが…違いますか？

混ざると違うのかなぁ　　「（＝△＝；）もう１つ上の問題では液量無視して答えをだしているんですよ先生は。

疑問２、モル濃度とｐＨの関係、モル濃度で変わるのならｐＨもかわると思いますが…

ちなみに自己解答は酸性とアルカリ性のせめぎ合いでアルカリから酸性を引いてｐＨ＝10となりました

上記の２つの液体の[Ｈ＋]を先に求めてからですけど
電離度はかいてないので計算にはいれてません。

色々疑問が出てきて困りますが、試験のためにも頑張りますので、よろしくお願い致します！

回答No.3

shkwta · ベストアンサー

希硫酸と水酸化ナトリウム水溶液を100 mL ずつ同体積でまぜているのだから、どちらの濃度も半分になるのです。したがって、0.005 mol/Lの硫酸と0.005 mol/Lの水酸化ナトリウムが水溶液中で反応するということです。混ぜてできた液は、0.005 mol/Lの硫酸水素ナトリウム水溶液と同じです。
　　Ｈ2ＳＯ4 + ＮａＯＨ　→　ＮａＨＳＯ4　＋　Ｈ2Ｏ

ここで、溶液中にはＮａ[+]とＨＳＯ4[-]があり、どちらの濃度も 0.005 mol/Lのはずです。そして、ＨＳＯ4[-]のほうは一部がさらに電離してＨ[+]とＳＯ4[2-]になります。

ＨＳＯ4[-]は弱酸？強酸？
硫酸は、第１段（１個目のＨ[+]を出すとき）は完全電離ですが、第２段は完全電離ではありません。その意味では、ＨＳＯ4[-]は弱酸ですが、弱酸といってもかなり強い酸です。
第２段の電離定数は、[H+][SO4[2-]]/[HSO4[-]] = 1.02×10^-2 (25℃)

［Ｈ[+]］=√（ＫＣ）　という近似は使えません。
（これは、濃度にくらべて電離定数がきわめて小さいときだけしか使えません）

したがって、[H[+]]＝[SO4[2-]]　と、[SO4[2-]]　＋　[HSO4[-]]　＝ 0.005 mol/L
の関係を使って[H[+]]を求めることになります。（二次方程式になります）

計算してみたところ、[H[+]]＝3.68×10^-3 ⇒　pHは 2.43　となりました。

回答No.2

ponji

疑問に書いてあることの意味がいまいちよくわからないんですけど…
１の方は、たとえば0.01mol/Lの硫酸100mLと、0.01mol/Lの硫酸1000mLのことですか？
だとしたらその通りです。pHは変わりません。
ただし、たとえば100mLのほうに水を加えて1000mLにしたり、また他の酸とかアルカリを加えたりした場合は変わります。
pHは溶液の[H+]を表すものですから、溶液の濃度が変わっていればpHも変化すると考えればいいのでは？
液量は、問題によっては無視できるものもあるかも知れないです。
あまり自信はないですが。
疑問2は、その通りかと。モル濃度が変化するならpHも変わると思います。
それで問題ですが、まず硫酸から出てくるH+の数と、水酸化ナトリウムから出てくるOH-の数を比較しましょう。
今回の場合はH+があまるはずです。
そのあまったH+の濃度、[H+]を求め、その後-log[H+]を計算すれば答えが出るはずです。
酸性になるはずなので、pH10は間違いでは？
あと、硫酸は強酸で、水酸化ナトリウムは今日塩基ですので、電離度は1と考えてかまわないです。
ただし、価数は関係してくるので注意しましょう。

回答No.1

Freeuser

硫酸、水酸化ナトリウムはそれぞれ強酸、強塩基です。したがって、これらの電離度は１として計算します。

疑問1は、0.01mol/lの硫酸1000mlと、0.01mol/lの水酸化ナトリウム1000ml混合したっておなじやろ！ってことですよね？はい、同じです。
「液量無視」というのは、混合による体積変化を無視しているということでしょうか？それなら無視してかまいません。100mlと100ml混ぜて、最終的に200mlになります。

硫酸が2価の酸で、水酸化ナトリウムは1価の塩基であることはご存知かな？
0.01mol/lの硫酸の水素イオン濃度はいくらかな？
0.01mol/lの水酸化ナトリウムの水酸化物イオン濃度はいくらかな？
↓
混合したら最終的に溶液の体積は二倍になるんだよね？
ということは混ぜた瞬間それぞれのイオン濃度は半分になるよね？
↓
酸と塩基の反応だから、
H+ ＋ OH- → H2O がおこるよね？
どちらかが過剰にあるのなら、そちらがあまるよね？
どちらがどれくらいの濃度あまるのかな？
じゃあpHが求められるね。ただし、log2＝0.301が必要かな。
(実は、この計算方法では具体的な体積は必要ありません。体積「比」で十分です。)

ちなみに
pH12　－ pH2 ＝pH10　という計算はできません。

またなにかありましたら補足願います。