2問題
〈電離定数)
次の文章を読み、,問1~問7に答えよ。必要があれば、以下の値を用いよ。なお,水浴液の
温度は 25 ℃ で一定に保たれているものとする。
酢酸の電離定数 Ka=2.8×10-5 mol/L
水のイオン積 Kw=1.0×10-14 mol'/L°
log1o 2.0=0.30, logjo 2.8=0.45, logjo 3.0=0.48
(25点)
右図は,0.10 mol/L の酢酸水溶液 10.0mLに, 0.10
mol/L の水酸化ナトリウム水溶液を滴下していったと
14
12
きの滴定曲線である。
10
水酸化ナトリウム水溶液を滴下する前のX点の pH
は,0.10 mol/Lの酢酸水溶液の pH に等しい。酢酸の
Z
8
pH
電離度が1に比べて十分小さいとすれば, 酢酸の電離
定数K。を使ってX点のPHを求めることができる。
6
Y
4
水酸化ナトリウム水溶液を5.0mL 滴下したY点で
(X
2
は,未反応の酢酸と中和により生じた酢酸ナトリウム
0
とが混合した水溶液になっている。この水溶液に強
酸や強塩基を少量加えても, PHは大きくは変化しな
5
10
15
20
水酸化ナトリウム水溶液の体積 [mL)
い。
水酸化ナトリウム水溶液を10.0mL 滴下したZ点では, 5.0×10-2 mol/L の酢酸ナトリウム
水溶液になっていると考えられる。酢酸ナトリウム水浴液が弱塩基性を示すのは,酢酸ナト
リウムの電離によって生じた酢酸イオンの一部が,次のように水と反応して水酸化物イオンを
生じるためである。
CH,COO-+ H0 = CH,COOH+OH
上式の酢酸イオンは, 次のアンモニアと同様の意味で, 一種の塩基と考えられる。
NH+H,O 三 NH」* +OH
したがって, [Hz0] を一定とみなすと, 酢酸イオンという“塩基”の電離定数 K。は次のよう
になる。
[CH,COOH][OH-]
[CH,COO-]
K,=
酢酸イオンの“電離度” が1に比べて十分小さいとすれば, 酢酸の電離定数K。からX点
のPHを求めたようにして, 酢酸イオンの電離定数K,からZ点の pHを求めることができ
る。
問1 X点の pH を小数第1位まで求めよ。(4点)
問2 下線部1のような溶液を一般に何というか。(1点)
問3 Y点の pHを小数第1位まで求めよ。(5点)
問4 Y点の水溶液に, 0.10mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液をさらに1.0mL加えたとき
(滴下した水酸化ナトリウム水溶液の体積が合計6.0mL のとき), 水溶液の PHはY点の
6
