電離定数2.0×10^-5 mol/Lの酸HAの0.10mol/Lの水

質問

電離定数2.0×10^-5　mol/Lの酸HAの0.10mol/Lの水溶液とそのナトリウム塩NaAの0.10mol/L水溶液とを体積比ｘ：ｙで混合してｐH5.0の緩衝液を精製した。ｘとｙを最も簡単な整数比で答えなさい。

という問題です。問題の答えや解き方など基本的な部分からお願いします。

回答No.2

nious · ベストアンサー

混合直後の濃度は、

[HA]＝0.10・x/(x＋y)
[A^-]＝0.10・y/(x＋y)

HA ⇔ H^+ + A^- の平衡状態に於いて、

pH＝5 では「HA」の解離により [H^+]＝10^(-5) になるから、

[H^+][A^-]/[HA]＝10^(-5)・{0.10・y/(x＋y)＋10^(-5)}/{0.10・x/(x＋y)‐10^(-5)}＝Ka

が成り立ちます。

ここで 0.10・x/(x＋y), 0.10・y/(x＋y)＞＞10^(-5) と仮定して次のように近似すると、

≒10^(-5)・{0.10・y/(x＋y)}/{0.10・x/(x＋y)}
＝10^(-5)・(y/x)＝Ka＝2・10^(-5)

∴ y/x≒2

結果から、

0.10・x/(x＋y)＝1/30
0.10・y/(x＋y)＝2/30

近似は妥当と思います。

回答No.1

gohtraw

先のご質問の（４）とまったく同じです。ｙ＝ａｘとでもおきましょう。
平衡定数の定義より
［Ｈ＋］［Ａ－］／［ＨＡ］＝２．０＊１０＾－５
ナトリウム塩は全量電離するので
［Ｎａ＋］＝０．１＊ａ／（１＋ａ）
　ＨＡおよびＡ－の物質量の合計は一定なので
［ＨＡ］＋［Ａ－］＝０．１
溶液全体として電荷は±０なので
［Ｎａ＋］＋［Ｈ＋］＝［Ａ－］＋［ＯＨ－］
ｐＨ＝５なので［Ｈ＋］＝１０＾－５、水のイオン積より［ＯＨ－］＝１０＾－９
これらを連立させれば解くことができます。

お礼

電荷の部分がよく分かりません。
申し訳ありませんが、もう少し基本から解説を書いていただければと思います。