化学が得意な方へお願いします。学校の課題です。

質問

問　pH14の水酸化ナトリウム1.00cm＾3と、pH12の水酸化ナトリウム水溶液10.00cm＾3を混合し、水を加えて最終的に体積100cm^3とした。この混合物のpHを見積もれ。ただし、水酸化ナトリウムの電離度は1とする。

回答No.2

okormazd · ベストアンサー

logは常用対数(10を底とする対数)とします。

1.
pHの定義は、水素イオン濃度を[H+]mol/Lとして、

pH=-log[H+]

です。

2.
水のイオン積は、水酸化物イオン濃度を[OH-]mol/Lとすると、

[H+][OH-]=10^(-14)(mol/L)^2

です。
だから、 [H+]は、

[H+]=10^(-14)/[OH-]

になります。

3.
したがって、pHは、

pH=-log[H+]=-log(10^(-14)/[OH-])=-log(10^(-14))+log[OH-]=14+ log[OH-]

になり、

log[OH-]=pH-14

です。
だから、[OH-]は、

[OH-]=10^(pH-14)

です。

4.
pH=14の[OH-]は、

[OH-]=10^(14-14)=10^0=1mol/L・・・(1)

です。

5.
pH=12の[OH-]は、

[OH-]=10^(12-14)=10^(-2)mol/L・・・(2)

です。

6.
(1)を1.00cm^3、(2)を10.00cm^3混ぜるのだから、
水酸化物イオンOH-の量は、

1.0mol/L*1.00cm^3/(1000cm^3/L)+ 10^(-2)mol/L*10.00cm^3/(1000 cm^3/L)=0.0011mol

です。

7.
これを水で100cm^3にするのだから、
水酸化物イオン濃度[OH-]は、

[OH-]=0.0011mol/(100cm^3/(1000cm^3/L))=0.011mol/L
になります。

8.
このときの水素イオン濃度[H+]は、イオン積から

[H+]=10^(-14)/0.011=9.1*10(-13)mol/L

9.
したがって、pHは、

pH=log(9.1*10^(-13))=12

で、どうでしょう。

ただし、これは、電離度1とする強アルカリで、pHが7近辺ではないからできる計算です。

お礼

丁寧な解答ありがとうございます。

回答No.1

gohtraw

ｐＨ＝－ｌｏｇ［Ｈ＋］
　　＝－ｌｏｇ（１０＾－１４／［ＯＨ－］）
なので（対数の底は１０とします）、
ｐＨ＝１４　⇒　［ＯＨ－］＝１ｍｏｌ／Ｌ
ｐＨ＝１２　⇒　［ＯＨ－］＝０．０１ｍｏｌ／Ｌ
ということです。よって問題文の混合を行うとその［ＯＨ－］は
（１＊０．００１＋０．０１＊０．０１）／０．０１１
になり、あとは定義（上記）に従ってｐＨを求めれば終了です。

お礼

ありがとうございます。計算してみます。