- ベストアンサー
pHの説明 - 水素イオンの数とは？
- pHの説明には常用対数の概念を用いることがありますが、それが理解しづらい場合にはどうすればよいでしょうか。化学工業の職場などで生じる問題として、この課題は重要です。
- 具体的な説明方法として、水素イオンの数に着目して説明することがあります。pHは水素イオンの濃度を表す指標であり、常用対数を用いて表現されます。モル単位での水素イオンの数に応じて、pHの値が変化します。
- たとえば、1リットルのなかに1モルの水素イオンがあれば、pHは「0」となります。逆に、10モルの水素イオンがあれば、pHは「-1」となります。このように、水素イオンの濃度によってpHの値が変化することを理解することが重要です。
- 化学
- 回答数6
- ありがとう数19
- みんなの回答 （6）
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
うぅ～ん.... こんな数字の羅列を見せて, いったいあなたは「pHの説明」でなにをいいたいんですか? まず大事なのは「pH というものによって酸 (アルカリ) の強さを数字で表すことができる」ということだと思うんだけど....
その他の回答 (5)
- MarcoRossiItaly
- ベストアンサー率40% (454/1128)
＞pHの「究極の意味」です。１リットルの中に、水素イオンの数が何個あるか。あとは、それをふつうの数で表すか、対数にするか、です。 個数を計算するのに、式を使わないのでしょうか。それは、足し算を知らない人に合計を求めろと言っているようなものではありませんか。 式を使わなければ決して正確には理解できない部分まで理解することを期待するのではなく、何となくでもイメージをつかんでもらえることが大事ではありませんか。例えば、質問者さんは電離度とかは無視とおっしゃっていますが、「水素イオンの数」というものには言及されていますよね。pH の大小はイオンの大小と関係しているという情報だけでも役立つのではありませんか。10 倍になると数字が 1 つ減るというところまで言ってもいいかもしれませんね。しかし一覧表を見ても、それにどういう意味があるのか分からないという感じでしょうね。 逆に対数をよく理解させたいならば、化学よりも算数を教えればいいだけですね。 それから、pH の「究極の意味」とまで言われると、たかが定義式から数値を求めただけで本当の意味で理解したことになるのか、疑問です。不純物として他のイオン等が混入している場合とか、緩衝液の話とか、温度・圧力の影響とか、pH が反応性に与える影響とか、生体に与える影響とか、自然現象との関りとか、製品への応用とか、研究者が現在も調べていることも含めて、様々なテーマが考えられると思います。
お礼
御回答ありがたうございます。いろいろな方から、お話をうかがひたいと存じます。 >>足し算を知らない人に合計を求めろと >>言っているようなものではありませんか。 私が対象とする相手は、加減乗除と指数（10の何乗）なら抵抗がない、さういふ、世間一般の人たちです。 >>何となくでもイメージをつかんでもらえることが大事ではありませんか。 おつしやるとほりです。まづはそこからです。 >>「水素イオンの数」というものには言及されていますよね。 はい、これを抜きには語れません。 >>一覧表を見ても、それにどういう意味があるのか >>分からないという感じでしょうね。 pHが整数の場合でしたら、それなりには理解してもらへる、ある程度の「てごたへ」はあります。別の「pHの値」の質問ページに書きましたが、マイナスのpHもあるんだ、といふことも、当然のごとく解つてくれます。いちばんの問題は、回答番号1の方が何度もご指摘のとほり、pHが小数の場合です。 >>pH の「究極の意味」とまで言われると、 >>たかが定義式から数値を求めただけで本当の意味で理解したことになるのか、疑問です。 これも、おつしやるとほりだと、おもひます。あくまでも、単純に理論上のことにすぎません。これも今まで何度か書いたのですが、われわれ文系人にとつては、余計なものをすべてとりはらつて、単純化することが理解の近道になることがあるのです。 もしかすると、私が「近道」と考へるものが、実際には「遠回り」なのかもしれません。このたびみなさんから、多くの助言をいただき、まづはそこに立ち返り、みづからを省みること、そこから始めてみるつもりです。ありがたうございました。
- kittenandcat
- ベストアンサー率52% (59/112)
常用対数の意味を教えるのではなく、対応表を作ってその見方（使い方）を説明すればいいんじゃないでしょうか？ 特殊な場合は、エクセルなどでプログラムを組んで数値を入力するだけで、求める数値が得られるようにすればいいのではないでしょうか？ 興味がない人にとってはいくら説明しても無駄だとおもいますよ。
お礼
はじめまして。御回答、感謝してをります。 >>対応表を作ってその見方（使い方）を説明すればいいんじゃないでしょうか？ たしかに、実務としては、いちばんいいやうに思へます。 >>エクセルなどでプログラムを組んで数値を入力するだけで、 >>求める数値が得られるようにすればいいのではないでしょうか？ さうですね。計算するだけなら、エクセルで充分対応できます。 必ずしもお答へいただかなくてよろしいのですが、エクセル2003と2013では、VBAの仕様が異なるのですか。今春、買ひかへたのですが、以前のプログラムがうまく動作せず、新たにプログラムを組みなほしたものがかなりあります。 >>興味がない人にとってはいくら説明しても無駄だとおもいますよ。 はい、最終的にゆきつくところは、それです。 ただ、仕事となると、それなりの知識も必要となり、場合によつては、作業効率や、取引先との信用関係などにも、影響してきます。 このたびの化学カテゴリのみなさまの意見をうかがひますと、私自身にも問題があるのではないかと、思ふやうになりました。これから、みづからのありかたを自省するつもりです。
- ORUKA1951
- ベストアンサー率45% (5062/11036)
理系・文系と来ましたか（＾＾） 文系を自称する人は、単純に感覚で判断し、細かい理屈を考えるのが苦手なだけじゃないかと。 なら感覚的に説明すれば良い。 100×1000と言う計算、1.2.3...とOの数数えて、100000としてる。 対数って、掛け算するとき便利・・ 1 10 100 1000 10000 1×10 0+1=1 10 10×100 1+2=3 1000 100×10000 2+4=6 1000000 逆もして見る。 って結局このこと。難しくもなんともない。逆に簡単と感じさせれば済む話ですね。 ＞質問文には、原子量などのややこしい話をしないでください 原子量なんて、所詮、体重比にしか過ぎない。 大事な事は、理科はかならず「積み上げ」だということ 馬鹿みたいに簡単なことからきちんとブロックを積み上げないと崩れてしまう。 私は物理・化学・生物・地学という理科だけじゃなく古文も漢文も歴史も好きなのですが、単語も年号も覚えるの苦手ですから理系に進みました。 当然覚えることの多い地学・生物は拒否、計算が苦手だから物理もダメ・・・それで、覚えること少なくって計算も簡単な化学しか選択しなかった。 考えようによったら化学が一番簡単な科目かもしれない。
お礼
おつきあひくださり、ありがたうございます。Q&Aサイトは、会話が少ないので不満を感じてをります。私はおしやべりですので、いままで数へ切れないほど、投稿文を削除されてゐます。でも、削除されたあとで、Q&Aサイトのあるべき姿について、サポート担当さんと話ができるので、ますます結構なことです。 >>大事な事は、理科はかならず「積み上げ」だということ おつしやるとほり、これがポイントだと思ひます。解らないことを放置してゐると、次も解らなくなる。 >>なら感覚的に説明すれば良い。 美しい女性が登場すれば、すぐに「感覚的に」理解できます。哲学カテゴリでは、そんな話ばかりしてゐます。「考へる葦」など踏みつぶせ、「クレオパトラの鼻」こそ重要だ。 >>逆に簡単と感じさせれば済む話ですね。 結局は、私自身も、説明しようとする相手と同様に、できない、と勝手に思ひこんでゐたのかもしれません。ORUKA1951さんの本日の回答文をはじめとして、ほかのpHについての質問へのみなさまの御意見をうかがつて、さう感じました。 >>古文も漢文も歴史も好きなのですが、 >>単語も年号も覚えるの苦手ですから理系に進みました。 多くの文系人は、理系がだめだから、文系を選びます。 >>覚えること少なくって計算も簡単な化学しか選択しなかった。 計算が簡単なやうには思へないのですけれど。それに、化学物質の名称は覚えにくくないのですか。２箇月前にアンケートをとつたのですが、覚えやすいと言ふ人はゐませんでした。 http://questionbox.jp.msn.com/qa8592333.html >>考えようによったら化学が一番簡単な科目かもしれない。 私は、さう思へませんが、そのやうに考へることが大切なのかもしれません。このたびは、良い勉強になりました。
- ORUKA1951
- ベストアンサー率45% (5062/11036)
ははは、 >>10倍に薄めると、pH4がpH6になる説明をしなければならないのでね。 単純に打ち間違いです。 2倍に薄めるとどうなります。 なお、三桁で区切ったのは、実社会では3桁区切りだからです。 pHの説明に入る前に、もちろん物質量の関係でモルは徹底的に指導します。 ・幼稚園児と大人を体重で量(人数)を比較すること出来ないです。 0.5tの子供と、1tの大人どちらが多い？ ・100gの水に43gの食塩と100gの砂糖が溶ける。どちらが多い？ ・Fe₂O₃6gから鉄が2g取り出せた、さあ収率は？ 物質の量をモルで考えられるようになっていれば、あとは1(mol/L)を説明すれば良い。すでに1molがどのくらいの量、--水だったら18g、18gの水蒸気は22.4L--。1Lの水に1molの塩も分かっている。 その上でのモル濃度の比ですからね。 pH3はpH4に比較して10倍の水素イオンありますが、pH2.5だとpH3の何倍となると対数知らないと理解できない。 ★最初は、pH7に比較して、pH4だと、1000倍、pH9だと1/100がわかればよい。 砕いてきな数字は、1(mol/L)だけで済ます。 対数、指数の考え方は実は小学校で掛け算の筆算を学んでいる時に、それと知らずに使ってきた事を教えればよいですよ。 2560000×0.34 を 2560000 ×)0.34 1024 768 8704 ×100 0の数は足し算・引き算してたはず4-2 掛け算は足し算にしたほうが楽。
お礼
お返事、ありがたうございました。 >>単純に打ち間違いです。 さうだつたのですか。私はわからないことは、素直にききます。何か盲点があるのかとおもひました。私は打ちまちがひや変換ミス、誤回答はしよつちゆうです。あとから訂正できないのが困ります。 >>2倍に薄めるとどうなります。 回答番号1の「お礼」に書きましたが、pHの値が小数になるときが、困ります。「モル」は簡単に、0.5倍ですが、対数はちがひますよね。 >>三桁で区切ったのは、実社会では3桁区切りだからです。 はい、承知してをります。職場では、かういふところまで、気を遣はなければならないのです。学生であればまだよいのですが、社会人になると、自分には無理なんだ、といふ先入観があつて、それを取りはらふのに苦労します。 >>pH3はpH4に比較して10倍の水素イオンありますが、 >>pH2.5だとpH3の何倍となると対数知らないと理解できない。 ORUKA1951さんは、あくまでも、小数のところをついてきますね。私のいちばん困るところです。ただ、数値がでてゐるものに関しては、10の0.5乗をパソコンで計算します。logが判らない人でも、10の何乗ならわかつてくれます。 >>0.5tの子供と、1tの大人どちらが多い？ 文系の人間に計算をさせないでください。だからこそ文系なのです。質問文には、原子量などのややこしい話をしないでください、と書いたはず、、、、ではありませんでした。すみません。 >>対数、指数の考え方は実は小学校で掛け算の筆算を学んでいる時に、それと知らずに使ってきた事を教えればよいですよ。 言はれてみれば、さうですね。0の数ですか。何か言ひくるめられたやうな気もしますが、私は素直な人間ですので、ありがたくうけたまはります。 ORUKA1951さんのお話をうかがつてゐますと、やれさうな気がしてきます。たぶん、これが化学カテゴリのみなさんのご意見でもあるのかと存じます。この線で考へてみます。そのためのQ&Aですから。 何度もおつきあひくださり、まことに感謝してをります。ときどき、またくだらない質問をすることがあると思ひます。よろしくお願ひいたします。
- ORUKA1951
- ベストアンサー率45% (5062/11036)
横に書きます。全部書く必要はない 0.0001 0.0001 0.001 0.01 0.1 1 10 100 1000 10000 →10倍 →10倍 →10倍 →10倍 →10倍 →10倍 →10倍 →10倍 →10倍 1/10← 1/10← 1/10← 1/10← 1/10← 1/10← 1/10← 1/10← 1/10← -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 pHですから、あくまで単位はmolです。個数に換算すると水素イオン濃度0.0001mol/L(pH4)だと 60,220,000,000,000,000,000個になります。 しかし、すでにモルが物質の量の単位だという事は学んでいる。学んでいなければ、それを身につけてから。 pHのところで、蒸し返す必要はない。 それよりも、最近は計算尺を学ばないために、対数を身近に感じていない人が多いので、対数の意味を教えたほうが良い。そうしないと、pH7.5とかの意味が分からなくなる。 対数は、ソロバンのないヨーロッパで掛け算、割り算を行なうために考案されたもので、2560000×34なんて計算を、対数表( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%B8%B8%E7%94%A8%E5%AF%BE%E6%95%B0#.E5.B8.B8.E7.94.A8.E5.AF.BE.E6.95.B0.E8.A1.A8 )をつかって2.56×1000000×3.4×10として、0.4082 + 0.5315 = 0.9397 8.7×10000000と計算する方法でしたね。 10倍に薄めると、pH4がpH6になる説明をしなければならないのでね。
お礼
ORUKA1951さん、たびたびありがたうございます。正直、悩んでをります。私自身さほど知識があるわけでもなく、どうすれば、仕事で必要な情報を伝へることができるか、ずつと考へてきました。 >>全部書く必要はない 理屈では、そのとほりではあるのですが、全部書かなければ、なかなかわかつてもらへません。 >>60,220,000,000,000,000,000個になります。 このあたりの数字も、３桁区切りではなく、５桁区切りですぐに桁数がわかるやうにしないと、説明の途中で逃げられてしまふことがあります。 そしてこれを何度でも繰り返さなければ、モルの概念（といふほどのものでもないのですが）が身につかないのです。 きつと、ORUKA1951さんの生徒さんは、「兎派」の優秀な人が多いのだと推測いたします。私自身が「亀派」ですので、亀の気持ちはわかるつもりです。といふよりも、私の説明が下手なのだと思ひます。 >>最近は計算尺を学ばないために、対数を身近に感じていない人が多いので、 >>対数の意味を教えたほうが良い。 私は計算尺は、わかりません。 ORUKA1951さんの御指摘のやうに、対数について説明するほうがいいのかもしれません。たしかに、それが最良ではあります。ただ、それがなかなか難しいのです。 あらためて、対数について考へてみようと思ひます。まちがひなく正論ですので。「pHのよみかた」の質問でも、alwen25さんから、同様のご指摘を受けました。 >>そうしないと、pH7.5とかの意味が分からなくなる。 おつしやるとほりです。ここが私の一番の悩みです。pHの整数はすんなり理解してもらへる人が多いのですが、小数になると、通常の数とは感覚が異なります。10の0.5乗をパソコンで計算すればわかることではありますけれど。 >>10倍に薄めると、pH4がpH6になる説明をしなければならないのでね。 すみません、ここだけは意味がわかりませんでした。素直におたづねします。教へてください。濃度が10分の1になれば、pHは5ではないのですか。酸をいくら薄めてもpHが7以上になることはない、その程度はわかります。単純計算でかまひません。
お礼
Tacosanさん、おはやうございます。あちこちで、お名前を拝見して、的を射た御回答にいつも感服してをります。といつても、私には内容が難しくて理解できないものが多いのですが。 >>こんな数字の羅列を見せて, >>いったいあなたは「pHの説明」でなにをいいたいんですか? pHの「究極の意味」です。 １リットルの中に、水素イオンの数が何個あるか。 あとは、それをふつうの数で表すか、対数にするか、です。 >>まず大事なのは「pH というものによって >>酸 (アルカリ) の強さを数字で表すことができる」ということだと思うんだけど.... はい、おつしやるとほりです。簡単な数値にすれば、すぐにわかります。対数は人間の感覚にも合致する、といふ説もあるくらゐです。日常生活でも、pHが8.2のアルカリ水とかいつて販売されてゐます。 別の質問「pHの値」「pHのよみかた」のところに書いたのですが、pHは簡単な数字だからわかりやすい、それと同時にその本質が理解されてゐない。「モル」が何であるか知らない人に、pHの数字を提示しても誤解をまねきます。 理系の頭の回転の速い人たちには、われわれ文系人の気持ちがわかつてもらへないのではないか、そんなことを考へてゐました。私が考へちがひをしてゐるのかもしれません。このたびのpHシリーズの質問へのみなさまの回答を拝見して、まづは、私自身が反省すべきであることに気づきました。 何よりも、理系の人たちは、問題にとりくむ姿勢が純粋です。
補足
ベストアンサーは、私にとつては、ただのお遊びです。回答数の多いORUKA1951さんにしようかと思つたのですが、昨日さうしたばかりですので、今日はTacosanさんにします。 みなさま、ありがたうございました。