0.1mol/L NaOH水溶液10mlに0.1m

質問

0.1mol/L NaOH水溶液10mlに0.1mol/L 酢酸を20.0ml加えた時のpHと10.0ml加えた時のphの求め方が分かりません。教えてください

回答No.2

deshabari-haijo · ベストアンサー

先ず、「リットル」は「L」と大文字で表記した方が「mol/L 」は見やすいので、「L」と大文字で統一します。

・0.1mol/L NaOH水溶液10.0mLに0.1mol/L 酢酸を20.0mL加えた時のpH
酢酸20.0mLのうち中和反応に消費されるのは10.0mLであり、未反応の酢酸は20.0-10.0=10.0mL
中和によって生じる酢酸イオンCH3COO-は、0.1×10/1000=1.0×10^(-3)mol
同様に、未反応の酢酸CH3COOHは、1.0×10^(-3)mol
これらが水溶液10.0+20.0=30.0mL中に存在するので、
[CH3COO-]=1.0×10^(-3)×1000/30=10/3×10^2mol/L
同様に、[CH3COOH]=10/3×10^2mol/L
ただし、CH3COO-は完全に電離するものとし、CH3COOHの電離は無視します。
[H+][CH3COO-]/[CH3COOH]=Ka=1.75×10^(-5)（Kaは電離定数）の関係が成り立ち、[CH3COO-]=[CH3COOH]であるから、[H+]=1.75×10^(-5)mol/L
よって、pH=-log[H+]=-log{1.75×10^(-5)}=5-log(1.75)≒4.76

・0.1mol/L NaOH水溶液10.0mLに0.1mol/L 酢酸を10.0mL加えた時のpH
これは、過不足なく中和する状態です。
なお、生じる塩である酢酸ナトリウムCH3COONaの加水分解によって[H+]＜[OH-]となるので、pH＞7となります。

参考URLにある次の方程式から、先ず[H+]を求めます。
[H+]^2(Ka+[Na+])+[H+](Ka[Na+]-KaCA-Kw)-KaKw≒0
過不足なく中和した状態であるから、
[Na+]=0.1×10/1000×1000/(10+10)=0.05mol/L
CA=[CH3COOH]+[CH3COO-]=0.05mol/L
Ka=1,75×10^(-5) mol/L
Kw=1×10^(-14)( mol/L)^2
Ka[Na+]-KaCA=0

これから、さらに次のように近似できます。
0.05[H+]^2-1.75×10^(-5)×1×10^(-14)=0→[H+]=√{1.75×10^(-5)×1×10^(-14)/0.05}≒√(3.5)×10^(-9)

よって、pH=-log[H+]=-log{√(3.5)×10^(-9)}=9-log{√(3.5)}≒8.73
この表現を改めると、次のようになります。
pH=(pKa+pKw+logCA)/2
なお、このpH値は、参考URL中の表にある値と一致します。

参考URL：

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%AD%E5%92%8C%E6%BB%B4%E5%AE%9A%E6%9B%B2%E7%B7%9A

回答No.1

skydaddy

ｐH＝９ぐらいです。
http://www.osaka-kyoiku.ac.jp/~hiroakio/2008/08ko-114.html

補足

すみません、式も教えて下さるとありがたいです。