硫化水素の濃度

質問

以下の問題をどのように考えてよいのかわからず、困っています。

硫化水素を含む水溶液をアンモニアでpH＝11にした場合、[S2-]は1.0×10＾-4となることを示せ。
ただし、[S2-]＋[HS-]＋[H2S]＝0.1mol/l、K1＝1.1×10＾-7、K2＝1.0×10＾-14とする。

誰かお教えいただけませんか？？

回答No.2

noname#160321 · ベストアンサー

Ｋ1=[Ｈ+][ＨＳ-]/[Ｈ2Ｓ]＝1.1×10＾-7
[Ｈ+]=１０^-11 だから
[ＨＳ-]/[Ｈ2Ｓ]=1.1×10＾-7/１０^-11 =1.1×10^3
[ＨＳ-]=1.1×10^3×[Ｈ2Ｓ]
Ｋ2=[Ｈ+][Ｓ2-]/[ＨＳ-]＝1.0×10＾-14
[Ｓ2-]/[ＨＳ-]＝1.0×10＾-14/10^-11=1.0×10^-3
[Ｓ2-]＝1.0×10^-3×[ＨＳ-]=1.0×10^-3×1.1×10^3×[Ｈ2Ｓ]=1.1×[Ｈ2Ｓ]
[S2-]＋[HS-]＋[H2S]＝0.1mol/l
1.1×[Ｈ2Ｓ]+1.1×10^3×[Ｈ2Ｓ]+[Ｈ2Ｓ]=≒1.1×10^3×[Ｈ2Ｓ]=0.1mol/l
[Ｈ2Ｓ]=0.1/1.1×10^3≒(1/1.1)×10^-4　mol/l
[Ｓ2-]=1.1×[Ｈ2Ｓ]=1.1×(1/1.1)×10^-4　mol/l=1×10^-4　mol/l
証明終わり。

回答No.3

nious

そのまんまですが、[H2S]+[HS^-]+[S^2-]=0.1M ‥(*)
[H^+]^2[S^2-]/[H2S]=K1K2 → [H2S]=[H^+]^2[S^2-]/K1K2
[H^+][S^2-]/[HS^-]=K2 → [HS^-]=[H^+][S^2-]/K2
上の2式を(*)へ代入して[S^2-]で表すと、
{[H^+]^2[S^2-]/K1K2}+{[H^+][S^2-]/K2}+[S^2-]=0.1 → [S^2-]=0.1K1K2/([H^+]^2+K1[H^+]+K1K2)
あとは各数値を代入して終了です。

回答No.1

noname#160321

Ｋ1=[Ｈ+][ＨＳ-]/[Ｈ2Ｓ]
Ｋ2=[Ｈ+][Ｓ2-]/[ＨＳ-]
ｐＨ=11　→　[Ｈ+]=１０^-11
[S2-]＋[HS-]＋[H2S]＝0.1mol/l
これらから連立方程式で解いて下さい。
途中「無視できるほど小さい」ものがあるかも知れませんので、それがあれば話は簡単になります。

補足

連立して[H+]、[S2-]、K1、K2を用いて式を作ればいんでしょうか？
やってみたんですが、うまくいきません・・・