解離定数ｐKa？

質問

0.1モル/Lの酢酸水溶液25mLに、0.1モル/LのNaOH水溶液20mLを滴下したときのpHを求めよ。ただし、酢酸の酸解離定数ｐKa＝4.8(一定)である。

という問題がわからなくて困っています。

回答では
　　　　　　　　〔H+〕〔CH3COOH-〕
　　　　　Ka＝　―――――――――
　　　　　　　　　 〔CH3COOH〕

を式変形して、〔H+〕＝　の形にして、両辺-logをとればｐHが出る。

となっているのですが、肝心の酢酸と酢酸イオンの濃度の求め方も、NaOHがどこで計算されたのかもわかりません。

解き方か、それに類似した問題について知ってる方がいましたら御回答下さい、よろしくお願いします。

回答No.1

Ichitsubo · ベストアンサー

CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O
の中和反応が起こっています。
酢酸が2.5mmolに対してNaOHが2.0mmmolなので、滴下後も酢酸0.5mmolが残っています。また中和後には2.0mmolの酢酸ナトリウムが出来ています。

中和反応や、反応の量的関係の基本中の基本ですから回答では省略されているのでしょう。

回答No.4

Ichitsubo

示されている量が一体いつの時点の量であるか一つもご理解いただいていないようですし、あからさまに間違っているということに気がつく嗅覚もお持ちではないのですね。
加えた水酸化ナトリウムに対し酢酸が過剰なのですからpH≧7となるわけがないじゃないですか。

中和だけがおこり、酢酸の電離平衡反応が起こっていない「平衡前」からの移動量を考えます。
両辺の対数とってわざわざ数式を難しくしなくてもいいじゃないですか。pKaが分かってるんだからKaも分かるでしょ？
「x＝0.0002で代入して」の根拠は？
いまからxを求めるというのになんで勝手に決めつけてるんですか？

お礼

たびたびの御回答、ありがとうございます。
最初に中和反応が起こってから、残った酢酸が電離するのでしたね。
まず酢酸が電離してから、電離した分だけNaOHと反応するのだと、ずっと思い込んでいました。
本当に単純な問題でしたね、すみませんでした。

長らくご迷惑を掛けてしまいました、ありがとうございましたm(__)m

回答No.3

Ichitsubo

pKa＝-logKa　さえ理解していれば、高校化学IIの内容ですよ。
この問題を解くのに電離度は用いません。

結局この問題は酢酸の電離平衡なのですから、電離平衡の反応式と「増減表」を書くだけです。
反応式　CH3COOH　＝　CH3COO-　+　H+
平衡前　　　　mol　　　　　mol　　0 mol
移動量　　 -x mol　　　 x　mol　　x mol
平衡時

一部空欄にしました。ご自分で補ってください。
平衡前とは水酸化ナトリウム水溶液を加えた直後、未反応酢酸はこれから電離し始めるところなのでH+は0molであると考えます。

お礼

回答ありがとうございます。

反応式　CH3COOH ＝ CH3COO- ＋ H+
平行前　0.002　　　　　　0　　　　　0　　　(mol)
平衡時　0.002-X　　　　　X　　　　　X　　　(mol)

でよろしいのでしょうか？

この場合
　　　CH3COO-〕〔H+〕
Ka＝―――――――――
　　　　CH3COOH〕

　　　X×X
　＝――――
　　0.002-X

で、両辺－logをとって、Xを求めてから、NaOHとの中和を考えればいいのでしょうか？

ちなみに値は、X＝0.0002で代入して、〔OH-〕＝0.004、ｐH＝11.6になりました。

回答No.2

ht1914

この様な問題はどの教科書にも載っている基本的なものです。ｐＫａを扱っているのですから高校生ではなくて大学生だろうと思います。こういう内容を扱っているテキストを持っているはずです。解答には載っていなくても本文の中の説明にあるはずです。同じ文章の問題を探しても駄目です。同じ考え方の例が必ずあるはずです。中和反応でのｐＨの変化（滴定曲線の形）の説明は必ずあるはずです。このコーナーの過去の質問を見ても同じような質問が繰り返されています。考えたけど分からないと必ず書いてあります。でもあまり考えたという印象は受けません。テキストやノートを丁寧に読み返してみることを勧めます。私は高校生を相手にしてきました。彼等も考えたけれど分からないと言って質問に来ます。でもたいていは考えるのを省略して答えだけを聞きに来ていました。どの単元のどの内容に関係するのかさえ言えない生徒が多くいました。ひどいのは学習したことのある内容かどうかさえ言えない生徒がいました。
＃１の方が書いておられるような中和反応が分からないというのであればｐＫａを扱うというレベルではないということになります。

お礼

回答ありがとうございました。
大学１年、右も左もわかっていない新参者です。

昨日と、今日もほとんどこの問題で時間を使ってしまい、テスト前なのに、他の問題をやる余裕がなくなってしまったため、最後の手段として、ここに質問として投稿させて頂きました。
ギリギリまで手を付けなかったことについては反省しています。

それと、質問の仕方が悪かったようなので少し補足させていただきます。
高校の基本的な中和滴定に関する知識はあります、先ほどの＃１の方には、その旨を補足させていただきました。
それと、解離定数ｐKaの指定された酢酸のpHを求める方法はわかります。
わからないのは、弱酸と強塩基の中和という２つの要素が組み合わさった場合です。
高校で習った化学平衡のように、電離度をαと置いて計算すると、H+の物質量が0.1αmol/L×25mL、Ka＝0.1α２(二乗)で、
＃１の方がおっしゃるような、H+＋OH-＝H2Oの打ち消しで、H+の物質量から、OH-の物質量を引いて、全体の体積で割ると、
〔H+〕＝(0.5α-0.4)mol/9Lとなって、logの計算ができません。

何を間違えているのか、もしくは根本的に考え方が違うのか、教えてください。