PKaとPHの関係について

質問

PKaは、その物質がイオン型と分子型に解離するとき
イオン型：分子型＝１：１
になるpHだと言うことはわかったのですが、

pHを変化させた場合、分子型もしくはイオン型が何％の存在比になるのかがいまいちわかりません。

例えば安息香酸だったらPKa4,2だから、
pH4,2のときに５０％のイオン型が存在するんですよね？
そうすると、pHを上げた場合（例えば3,2）は
イオン型と分子型は何％ずつになるのかがわかりません。
A-
PKa＝－log---- + pH
AH

という式を習ったのでこれを使って計算する方法で
教えていただけると助かるのですが・・・

よろしくお願いします。

回答No.2

noname#62864 · ベストアンサー

方法としては、やはりpKaの定義から考えていくのが正攻法でしょう。
しかし、pKaとpHの関係式(pKa=-log([A-]/[AH])+pH)がよく理解できているいうことであれば、そちらで説明します。
pKa=pHであれば、-log([A-]/[AH])=0　と言うことになりますので、これを計算すれば、[A-]=[AH]ということで問題ないですね。
仮に、pHを3.2にするのであれば、pKaとpHの関係式より、log([A-]/[AH])=-1　と言うことになりますので、[A-]×10=[AH]　となります。
したがって、イオン型：分子型＝1：10となり、約9％と91％と言うことになります。

たしかに、この例においては、この方法が計算は簡単ですね。しかし、一般的には溶液のpHがわからない状態での議論を行うことが多いですので、「正攻法」による解法も理解しておく必要があると思います。

お礼

なるほどです。ありがとうございました。

回答No.1

noname#160321

Ｋaの定義は以下の通り。ここで酸ＨＡが解離してＨ+とＡ-になるとします。解離型Ａ-の濃度[A-]、非解離型ＡＨの濃度[ＡＨ]のとき
Ｋa={[Ｈ+]*[Ａ-]}/[ＡＨ]
pＫa=-logＫa
ですから、確かに[Ａ-]=[ＡＨ]のときＫa=[Ｈ+]、pＨ=pＫaです。
pＫa=4.2のときＫa=10^(-4.2)ですから
pＨ=3.2　つまり[Ｈ+]=10^(-3.2)
のとき
Ｋa={10^(-3.2)}[Ａ-]/[ＡＨ]=10^(-4.2)
[Ａ-]/[ＡＨ]=10^(-1)=0.1
解離型9.1％、非解離型90.9％になります。
「結果の式」ではなく「定義」で覚えてください。

お礼

早回答ありがとうございました。