ヘンダーソンの式をつかった問題

質問

1.0Mアンモニア水溶液100cm³に0.50M塩酸水溶液50cm³に加えた溶液のｐHをもとめなさい。

という問題の過程でNH₃の濃度を求める際の計算がわかりません。
なぜNH₄のmolからHClのmolをひいたものがNH₃のmolになるのですか。
どなたか教えてください。

回答No.1

phosphole · ベストアンサー

うん？中和反応が理解できていないということですかね？
まず、
＞NH₄の
NH3でしょう。とんでもない間違いをしないでください。

最初のコメントに戻りますが、アンモニアと塩酸を混ぜたときに何が起こるかを分かっていないということですか？
NH3 + HCl -> NH4Cl
ですよね？
この中和反応でアンモニアが消費されるので、当然ながら残ったアンモニアの量を決めるには、もともと存在していたアンモニアの量から、反応させた塩酸の量を引く必要があります。
この理屈が理解できないということでしょうか？

お礼

NH₄と書いてしまってすみません。
解答ありがとうございました。

回答No.2

nious

ヘンダーソンの式に中和直後の濃度を代入して計算する場合には注意が必要です。緩衝溶液のように各濃度が十分に高いときには一般に近似可能、そうでないときには近似不能です。

此処でヘンダーソンの式を使わずに解いて見ますがこの解法が基本です。

各初濃度は [NH3]＝1.0・100/(100＋50)＝2/3、[HCl]＝[H^+]＝0.5・50/(100＋50)＝1/6

中和：NH3 + H^+ → NH4^+ の直後には [NH3]＝(2/3)－(1/6)＝1/2、[NH4^+]＝1/6、[H^+]＝0

NH3 + H2O ⇔ NH4^+ + OH^-

NH3 の解離により生じる[OH^-]＝x とすると、
質量作用則：[OH^-][NH4^+]/[NH3]＝x・{(1/6)＋x}/{(1/2)－x}＝Kb

x＜＜1/6 が成り立つと仮定して近似します。

x{(1/6)＋x}/{(1/2)－x}≒x・(1/6)/(1/2)≒x/3＝Kb → x≒3・Kb＜＜1/6 が成り立つならば仮定は正しく近似は妥当です。(そうでないならば２次方程式を解く必要があります)

そのような場合に限り x＝[OH^-]≒3・Kb → pH≒pKw－pKb＋log(3) と、近似値が得られます。