次亜塩素酸ナトリウムと酢酸を混ぜたときのpHを計算したい。

質問

0.04%の次亜塩素酸ナトリウム1リットルと1%の酢酸1リットルを混合させたとします。
ここから得られるpHはいくつになるでしょうか。

塩素ガスが発生し、一般にはまぜるな危険ですが。
化学反応は以下の通りですか。
2NaClO+2CH3COOH→2CH3COONa+2H2O+Cl2

回答No.1

noname#160321 · ベストアンサー

反応が完結し塩素が完全に抜けた後であると考えると、って言うかそれしか正確に答えられないが、
0.04％の次亜塩素酸ナトリウムのモル濃度を計算する。それがナトリウムとして残る。だからナトリウムイオンの最終濃度は次亜塩素酸ナトリウム濃度の１／２。
１％酢酸のモル濃度を計算する。それを１／２する。
この酢酸の濃度からナトリウムイオンの濃度を引く。すると「残っている酢酸の濃度」が分かる。ナトリウムイオンの最終濃度は酢酸「イオン」の最終濃度と等しい。
あとは酢酸の解離定数(酢酸のpKaからも求まる)を用いれば水素イオン濃度が分かるのでｐHを求める。生じる水は無視して良い。
です。^^

回答No.3

noname#160321

＃２の方の疑問はその通りですが、次亜塩素酸は酸性では不安定で塩素に分解します。
次亜塩素酸ナトリウムの製法は、
2ＮａＯＨ+Ｃｌ2→ＮａＣｌ+ＮａＯＣｌ+Ｈ2Ｏ
ですのでいつも食塩が共存しているため、不注意でした、確かに水素の数が合いません。(大恥、汗)
食塩が無い場合何かが酸化されるか、過酸化水素、過酢酸、酸素分子、あるいはオゾンなどが生成すると思います。例えば
2ＨＯＣｌ→Ｃｌ2+Ｈ2Ｏ2
など。
次亜塩素酸の分解反応機構のうちもっともらしいものをネット上で探してみると、感染症研究所の発表論文が一番マシのようです。添付します。
なお＃２の方の場合でもナトリウムイオン濃度は変化無く、酢酸が大過剰になるので、酸素がイタズラしなければ、大きな差はないと思います。(居直る)

参考URL：

http://www.fwf.or.jp/symp/25n_k2.pdf

回答No.2

yukimin387

反応式は
NaClO + CH3COOH → HClO + CH3COONa
だと思います。
塩素が発生するのは確かなんでしょうか？
次亜塩素酸塩から塩素が発生するためには還元されなければなりませが、還元剤らしきものは見当たりません。
いずれにしても質問文の式はHが多いので間違ってます。

次亜塩素酸ナトリウムと酢酸のモル濃度は、結構薄いので密度を１とすると、それぞれ0.00537mol/L、0.167mol/Lとなるので、酢酸が過剰です。
したがって混合液中には、HClO、CH3COOH、CH3COONaが存在することになります。
各溶質の解離状況は
HClO ⇔ H+ + ClO-
CH3COOH ⇔ H+ + CH3COO-
CH3COONa → Na+ + CH3COO-
（⇔は平衡）
HClO、CH3COOHの解離定数をそれぞれK1、K2とすると
K1=[H+][ClO-]/[HClO]
K2=[H+][CH3COO-]/[CH3COOH]
K1、K2は定数で、[CH3COO-]はCH3COONaがほぼ完全に解離することからCH3COONaの濃度とほぼ同じ、[HClO]、[CH3COOH]も反応式と元の濃度から求められるので、[H+]（つまりpHも）計算できます。

お礼

ありがとうございます。
ここまで導いていただきまして恐縮ですが、ここから先の計算に自信ありません。
お教えいただけますでしょうか。お手数をお掛けしますがよろしくお願い致します。