pH

質問

化学のｐHの質問です。

問　1.0×10^-3(mol/l)の塩酸を10^5倍に薄めたときのｐHを求めよ。

この問題なのですが、限りなくｐH７に近づくでいいのでしょうか？

教えてください。

回答No.4

Quarks · ベストアンサー

>塩酸を10^5倍に薄めたときのｐHを求めよ。
>この問題なのですが、限りなくｐH７に近づくでいいのでしょうか？

基本的に、そのとおりです。

塩酸は酸性で、酸性の溶液を水で薄めていっても、酸性が弱まるだけで塩基性になることはありえませんからね。
しかし、薄める前の状態が酸性だったとしても、純水でドンドン薄めていったら、その極限では只の水とほとんど違わないですから、中性に近くなるだろうということも想像できます。

ですから、定性的な判断をすれば、塩酸を純水で薄めれば、酸性は弱くなり、純水をどんど加えていった極限では、中性になるだろうと言えます。

pHを学ぶとき、pHは -log[H+] で表される数値だから
"[H+]が10倍または1/10倍になる毎に、pHは１だけ変化する"
と教えられます。
ところで、
"酸（塩基）を、その濃度を10倍、または1/10倍にすると、pHは１だけ変化する。"
という文章は正しいでしょうか？
両者は、似ているように見えながら、異なることを主張しています。前者は正しいですが、後者は必ずしも正しくはないですね。

酸性（塩基性）が強く表れている溶液では、H+（OH-）の濃度が大きくなっています。酸（塩基）が放出するH+（OH-)が、溶液のH+（OH-）の大部分を占めているからです。こような場合、酸（塩基）の濃度と溶液中のH+（OH-）濃度とがほぼ比例します。
このことが、溶液を１０倍に薄めるとpHは１だけ変動する、とする根拠です。

しかし、水溶液では、溶媒の水自身の電離も起こっていますから、溶液内のH+（OH-）は、酸（塩基）が放出するH+（OH-）だけではないはずです。

酸性（塩基性）が強い溶液では、水の電離によって生じるH+（OH-）は無視できる量ですが、中性に近い状態だと、水の電離によって生じるH+（OH-）を無視できなくなってきます。pHが7.0付近の溶液の場合には、水の電離によって供給されるH+（OH-）をきちんと計算に入れなくてはならないゆえんです。

希薄溶液のpHを考えるときには
酸（塩基）が放出するH+（OH-）
水の電離によって生じるH+とOH-（水の電離によって生じるH+とOH-とは必ず等量）
溶液全体で　正電荷総量＝負電荷総量
という条件の下で計算しなければならないわけです。

回答No.3

htms42

有効数字的には７．０でいいと思います。
でもあえて数値的に求めてみるということであれば２次方程式を解けばいいです。
平衡移動の原理を使って考えると水素イオン濃度は＃２の数値よりも小さいはずだという判断ができます。

計算してみましょう。
水素イオン濃度をｘmol/Lとします。
このｘの中には塩酸に由来するものがｃmol/L含まれています。
水の電離によるものは（ｘ－ｃ）mol/Lです。従ってOH^-の濃度も（ｘ－ｃ）mol/Lになります。
ｘ（ｘ－ｃ）＝Ｋ
ｘ＝（ｃ＋√（４Ｋ＋ｃ^2））／２
Ｋ＝１．０×１０^(-14)(mol/L)^2
ｃ＝１．０×１０^(-8)mol/L

これで計算すると
ｘ＝((０．０１＋√４．０１)/２)×１０^(-7)
＝１．００６×１０^(-7）

＃２様の回答では
ｘ＝１．１×１０^(-7)
になっています。ｐH=7からのずれにかなりの差がありますね。

「１０^5倍に薄めた」ではなくて「１０^4に薄めた」だと食い違いが大きくなります。
ｃ＝１．０×１０^(-7)を入れると
ｘ＝１．０６×１０^(-7)
ｐＨ=６．９７＝７．０

＃２の考え方だと
ｘ＝２．０×１０^(-7)
ｐＨ＝６．７
これはハッキリ違います。
有効数字的にも違いが生じています。
考え方の違いは重要な違いになってきます。

回答No.2

KURUMITO

pHは-log[H+]で表されますね。
ところで25℃の水に含まれるH+イオンの濃度はｐH７で10＾7ということになります。
一方希釈された塩酸による水素イオン濃度は10＾8ということですから溶液のpHは次の式で計算されますね。
-log(10^7+10^8)
計算の結果は6.96となりますが塩酸濃度の有効数値は2ケタですから、答えは7.0ということになります。

回答No.1

windwald

「限りなく」は余分ですが、それでOKです。pHはほぼ7と言う言い方のほうが適しているでしょう。
割り切ってpH＝7でもよいです。
無限に薄めたのだったら「限りなく」近づきますが、
有限の範囲内で薄めただけですから。