pH

質問

ｐH１は、〔H＋〕が0.1〔M〕ですよね。それをだんだん薄めていって、〔H+〕＝10＾-10〔M〕にしたとします。でも、アルカリ性には勿論ならないでしょう。そのときのｐHはどうやって求めるのですか？正確に知っておられる方、解答よろしくお願いします。

回答No.4

Rossana · ベストアンサー

いい質問ですね！！
まずは，知らない人のために．
　　 Ｍ＝mol/l
です．
この謎を解く鍵は『水の電離で生じた[H+](水)』です．
普通に計算したものは水の電離を無視して計算結果が出てきます．
しかし，ある程度薄めてしまうと，実際問題として水の電離は無視できなくなってくるのです．
（なぜか？ルシャトリエの原理で考えてみよう．)
　 H2O⇔H+　＋　OH-
水の電離で生じた[H+](水)＝Y〔Ｍ〕，[OH-](水)＝Y〔Ｍ〕とすると，
[H+](TOTAL)×[OH-](TOTAL)＝10^(-14)より，
{10^(-10)＋Y}×Y＝10^(-14)
ゆえに，
Y^2＋10^(-10)Y-10^(-14)＝0
Y＝[-10^(-10)±√{10^(-20)＋4×10^(-14)}]/2
＝[-10^(-10)±√{4000001×10^(-20)}]/2
≒1.0×10^(-7) 〔Ｍ〕
[H+](TOTAL)＝10^(-10)＋Y≒1.0×10^(-7) 〔Ｍ〕

∴　pH＝-log[H+](TOTAL)＝7
これはかなり薄いことを表していますね！
でも7は越えていません．
[H+]＝10^(-10)でなく10^(-8)くらいでやるとなかなかいい結果が出てきます．自分でチャレンジしてみて下さい．
あと濃度を一般化してグラフを描いてみるのもなかなか面白いかもしれませんね！

お礼

ありがとうございます。
早速、この方法で解いて、エクセルでグラフを書いてみました。

回答No.3

lupinletrois

強酸 HX 0.1M を10億倍に薄めたとき
[H+]×[OH-] = 10^(-14) ・・・・(1) 水の平衡式
[H+] = [OH-] + [X-] 　 ・・・・(2) 陽イオン量=陰イオン量
HX が100 % 解離とすると [X-] = 10^(-10) で、これを代入し
連立方程式 (1) (2) を解くと [H+] = 1.0005 × 10^(-7) ,
したがって pH = 6.99978 。

お礼

解答、ありがとうございます。
連立させて解いてみました。

回答No.2

JF1Msf

例を挙げて説明しましょう。
0.1MのHClでは、HClは全て解離していると考えられ、[H+]=0.1Mとなります。
10倍にどんどん薄くして行くと、0.01M, 0.001M, 0.0001M, ...つまりpH2, pH3, pH4, ...となって行きます。
ここまでは問題ないでしょう。

でも、もっと薄めると、普通の水H2OのH+とOH-への解離が無視できなくなってきます。HCl由来の[H+]の濃度は、例えば0.0000000001Mになるかもしれませんが、そうなるとH2Oが解離したことに由来する[H+]の濃度が無視できなくなり、けっきょくpH7ぐらいに落ち着きます。

補足

お返事、ありがとうございます。
その6.999999・・・・・・の計算の仕方を知りたいのです。

回答No.1

12m24

単位が違いませんか？
　pHは[mol/l]なので、水で薄めただけでは（理論的には）H＋の数は減りません。
　また、水のpHが10^-7[mol/l]→7なので、これ以上少なくなることはありません。