塩酸と塩化物イオン

質問

質問です！

塩酸は電離度が1なので塩酸の濃度と、
それに含まれる塩化物イオンの濃度は
等しいと理解しているのですが
少しでも差があることはあるのですか？

もし、差がある場合、
その差が生じる原因を教えてください(>_<)

お願いします。

回答No.2

htms42

塩化水素ＨＣｌは分子です。常温では気体です。
塩酸はＨＣｌの水溶液のことです。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%A1%A9%E9%85%B8

ＨＣｌは水の中でイオンに分かれます。
ＨＣｌ＋Ｈ２Ｏ→　Ｈ３Ｏ^+　＋　Ｃｌ^-
　※水の存在を省略した表現がよく使われています。表記が簡単になるので使いやすいのです。
　　ＨＣｌ→Ｈ^+　＋Ｃｌ^-

水が存在していなければイオンに分かれることはないということです。
したがってどの程度イオンに分かれていいるかは水がどれくらい存在しているか（＝濃度）によって影響されるという事になります。

酸の電離の程度は酸の種類と水の割合の両方に関係します。
イオンに分かれている程度は平衡定数Ｋａ（ａは酸ａｃｉｄという意味です）という量によって知ることが出来ます。
[Ｈ^+][Ｃｌ^-]/[ＨＣｌ]＝Ｋａ
[Ｈ^+]はＨ^+の濃度（単位はｍｏｌ／Ｌ）を表します。
上に参考として挙げたｗｉｋｉの記事では
ｐＫａ＝－ｌｏｇＫａ＝－８
となっています。
これより
Ｋａ＝１．０×１０^8（ｍｏｌ／Ｌ）
です。
塩酸の濃度をＣｍｏｌ／Ｌ、［Ｈ^+］＝ｘとします。
水溶液の中にはＨＣｌ以外のものは溶けていませんから
［Ｃｌ^-］＝［Ｈ^+］＝ｘ
［ＨＣｌ］＝Ｃ－ｘ
です。
上の式はｘについての二次方程式ですから簡単に解くことができます。
解いた結果を変形すると
ｘ＝αＣ
α＝２/(１＋√(１＋４Ｃ／Ｋａ))
になります。
このαが電離度です。
Ｃ／Ｋａの値が分かればαの値が決まります。
通常の塩酸であればＣ／Ｋａ＜１０^-7ですから
α＝１として差し支えありません。
（Ｃ／Ｋａが十分小さければ√の値を近似で置き換えて
　α＝１/(１＋Ｃ／Ｋ)＝１－Ｃ／Ｋ　として計算することが出来ます。）

しかしＫａの値が小さくなれば電離度はずっと小さくなります。
硫酸の第二段階の電離平衡定数の値はｐＫ２≒２です。これは
Ｋ２＝１０^-2ということですからかなり小さい値です。
硫酸は強酸で２つの水素が全部電離しているというイメージで扱われていますが第二段階の電離はそれほど大きくありません。
でもこの程度であれば中和点のずれはわずかですから２価の強酸として扱われています。
酢酸の場合はｐＫａ＝４．７ですからかなり電離は弱いです。これは弱酸です。弱酸にも程度の違いがあります。

いろんな酸でＫａの値を調べてみて電離度を求めてみて下さい。

回答No.1

gohtraw

実用上は電離度＝１、つまり塩酸濃度＝塩素イオン濃度として多くの場合支障ないと思います。厳密には解離平衡定数から塩素イオン濃度を求めるべきものです。解離度はあくまで解離平衡の結果として二次的に導かれるものと理解したうえで使うのがいいでしょう。
　塩酸の解離平衡定数の数値はウェッブなどでも判るので、実際にどのくらいの電離度になるか計算してみるといいと思います。