希薄な硫酸水溶液のpHの求め方

質問

1*10^-7 Mの硫酸水溶液のpHを求める問題なのですが、与えられているのが水のイオンKw=10＾-14のみです。

希薄な硫酸なので1段階の解離は完全に起こるとして、2段階は解離しないと考えていいのだと思い、といてみましたが、ｐH＝7になってしまいます。

しかもKwを使いません。

自分でも間違っていると思います。

どなたが詳しい方いらっしゃいましたら教えてください。

回答No.3

nious · ベストアンサー

H2SO4は、
H2SO4 → H^+ + HSO4^- とほぼ完全に解離しますが2段階目は平衡反応になり、
HSO4^- ⇔ H^+ + SO4^2- ；Ka=0.012 と必ずしも完全には解離しません。

しかし初濃度が1.0*10^(-7)Mと極めて小さいので、2段階目の解離度α≒1と仮定して求めてみます。
するとH2SO4の解離による[H^+]≒2*10^(-7)Mだから、
水の解離により生じる[H^+]=[OH^-]=x(M)とすれば、[H^+][OH^-]={x+2*10^(-7)}x=Kw、
x+2*10^(-7)=[H^+]とおくと、[H^+]^2-2*10^(-7)[H^+]-Kw=0、[H^+]=2.41*10^(-7)、よってpH=6.6
またα=[SO4^2-]/10^(-7)=Ka/([H^+]+Ka)≒1だから仮定は妥当。

お礼

詳しくありがとうございます。
理解できました。
一度やって理解したことなのに数年立つとだめですね。

ありがとうございました。

回答No.5

c80s3xxx

>>#1，>>#4
では 10^-9 mol/L の HCl と H2SO4 の pH を求めてください．

回答No.4

km1939

極めて薄い硫酸溶液ですから、解離は1段、2段に関係なく、100&解離
　していると考えて差し支えないと思います。
　従って、計算はNo.1さんので間違いないと思います。

回答No.2

c80s3xxx

#1 の回答ではだめです．それでいいなら，10^-7 mol/L HCl はやはり 7 になってしまいます．明らかに変ですね．
希薄なので，「2段とも解離する」，とやるのが一つ．
もうひとつは，水自体の電離を考慮することです．中性の水がなぜ pH 7 なのかといえば，水自体が電離するからなわけです．
そのためには，水のイオン積の式，電荷バランスの式を立て，連立方程式と考えるという手順が必要です．

お礼

そのことで悩んでいました。
電荷収支にOH-を組み込むのを忘れていたのが原因でした。
ありがとうございました。

回答No.1

sanori

こんにちは。

硫酸は、Ｈ２ＳＯ４ですから、Ｈ＋が２個ありますよね。

つまり、
［Ｈ＋］　＝　２×１０^(-7)

ｐＨ　＝　－log［Ｈ＋］　＝　－log（２×１０^(-7)）
　＝　－log２　－　log１０^(-7)
　≒　－０．３０　＋　７
　＝　６．７

以上、ご参考になりましたら。

お礼

2段階まで解離ということですね。
ありがとうございました。