pHの求め方について

質問

(1)～(3)の解答を教えてください！計算の途中経過も教えてもらえるとありがたいです。

(1)0.1M酢酸4.5mlと0.2M酢酸ナトリウム4.5mlの混合液のpHはいくらか。酢酸のpKaは4.76である。(2)上記混合液に0.1M　HCl1mlを加えたときのpHはいくらか。(3)水9mlに0.1M　HClを加えたときのpHはいくらか。

回答No.1

noname#222880

(1)
0.1M酢酸4.5ml中には、酢酸が0.1*4.5*10^(-3)=4.5*10^(-4)mol存在し、
0.2M酢酸ナトリウム4.5ml中には、酢酸ナトリウムが0.2*4.5*10^(-3)=9*10^(-4)mol存在します。
これらの体積の合計は、4.5*10^(-3)*2=9*10^(-3)l
酢酸の電離は無視し、酢酸ナトリウムは完全に電離するものとすると、
[CH3COOH]=4.5*10^(-4)/9*10^(-3)=5*10^(-2)
[CH3COO-]=9*10^(-4)/9*10^(-3)=1*10^(-1)
Ka=[CH3COO-][H+]/[CH3COOH]の関係が成り立つので、
[H+]=[CH3COOH]/[[CH3COO-]*Ka
pH
=-log[H+]
=-logKa-log{5*10^(-2)/1*10^(-1)}
=pKa-log(5/10)
=4.76-(-0.30)
=5.06

(2)
0.1M　HCl1ml中には、HClが0.1*1*10^(-3)=1*10^(-4)mol存在します。
HClによって、CH3COO-はHClの物質量(mol)分がCH3COOHに戻るので、
混合液9*10^(-3)+1*10^(-3)=1*10^(-2)l中には、
CH3COOHが4.5*10^(-4)+1*10^(-4)=5.5*10^(-4)mol存在し、
CH3COO-が9*10^(-4)-1*10^(-4)=8*10^(-4)mol存在します。
よって、
[CH3COOH]=5.5*10^(-4)/1*10^(-2)=5.5*10^(-2)
[CH3COO-]=8*10^(-4)/1*10^(-2)=8*10^(-2)
pH=4.76-log(5.5/8)=4.76-(-0.16)=4.92

(3)
加えたHClの体積がわからないと求められないのでは?