Question

もともと

ウ、カ、キの説明していただけませんか？💦🙇‍♀️

O13OT
等*126. 〈緩衝溶液と pH>
次の(1)~(3)の問いに答えよ。 ただし,酢酸の電離定数 Kaは 2.0×10-5mol/L, アンモ
ニアの電離定数 K,は 1.81×10-5mol/L, 水のイオン積KWは 1.0×10-14(mol/L)? とす
る。-1og1o K,=4.74 として計算せよ。logio2=0.30, logio3=0.48
V (1) 濃度0.20mol/L の酢酸水溶液100mL と, 0.10mol/L水酸化ナトリウム水溶液
100mL を混合し, 水溶液Aを作った。水溶液A中には[CH3COOH] がア]mol/L,
[CHCOO]が口イ]mol/L 存在する。従ってこの水溶液の水素イオン濃度[H*]は
ウ mol/L となり, pHは
水溶液Aを純水で 10倍に薄めたとき pH はオ]となる。
次に,水溶液A100mLに1.0mol/L 塩酸を1.0mL 加えると[CH:COOH] が
|カ]mol/L, [CH,COO-] がキ]mol/L となり,水素イオン濃度 [H*] はク|
mol/L, pH は|ケとなる。
一方, 純水100mL に1.0mol/L塩酸を1.0㎡L加えると, この水溶液の pHは
[エである。
TOXTO ) TX10
となる。
ロ
m o
このように, 水溶液Aに塩酸を加えたときのほうが pH の変化は小さい。
ア~ウ,カ]~ ],オ ケおよび
|コの数値を小数第1位まで求めよ。
(2) (1)の水溶液Aに少量の酸あるいは塩基を加えても PHはあまり変化しない。この理
由をイオン反応式などを用いて説明せよ。
V (3) はじめに, 1.10mol/Lのアンモニア水を20.0㎡Lとり, 蒸留水で希釈して 100mL
とした。この希アンモニア水中の水酸化物イオン濃度は約|Amol/L である。こ
クの数値を有効数字2桁で, また[エ
(14 札幌医大)
[16 静岡大 改)

4.7 カ 5.9×10-2 ) 4.0×10-2 () 3.0×10-5
Ca=c
て消える)
) 4.5 2.0
/2) 溶液中には CH.COOH と CH.COO が存在し, 酸を加
Q
えたときは、CHCOO- + H+
起こり,塩基を加えたときは,
CH。COOH の反応が
C
CHCOO + H:0 の反応が起
CH。COOH + OH -
こり、酸のH* や塩基の OH" の増加が緩和されるから。
子在する
増減に
是度であ
(3) (A) エ B ウ
200MLIわすみ!
(1) (ア) NaOH と中和した直後の酢酸の濃度を Ca とおく。
比
十ロ
100
1000
100
-0.10×
1000
-5.0×10-2(mol/L)
200
Ca=(0.20×
1000
(イ)中和した直後の塩 CH:COONa (つまり CH:COO-)の濃度をCCS
とおく。
※6
100
Cs=0.10×
さらに
1000
=5.0×10-2(mol/L)
1000
200
なお,弱酸とその塩が共存する溶液は緩衝溶液(緩衝液) となる。
このとき,[CH。COOH]=ca, [CH:COO-]=cs と近似できる。
む)
※64
[CH.COO-][H*] _Cs×[H*]
(ウ) Ka=
[CHCOOH]
より,
Ca
[H*]= Ca.K。=
5.0×10-2
5.0×10-2
-×2.0×10-5=2.0×10-5(mol/L)
Cs
回 pH=-logio[H*]= -logio(2.0×10-)=5-log.o2=4.7
) 10倍に薄めても Ca と Cs の比は変わらないから, pHは4.7のま
ま。
※の4
1000
-=5.94×10-2
1.0
(カ) (5.0×10-2×
1000
100+1.0
1000
※84
=5.9×10-(mol/L)
1.0
1000
-=3.96×10-2
(キ)(5.0×10-2×
1000
.100
-1.0×-
1000
100+1.0
※8
=4.0×10-(mol/L)

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

まろん

緩衝液の水素イオン濃度を求める問題は、モル濃度、モルのどちらで考えても解けます。モルで考えた方がシンプルに解けるので、モルで解く方法を載せて置きます。

もともと

２枚目の酸と塩が同じくらいあるから緩衝液である。
とはどういうことですか？

まろん

緩衝液の緩衝作用が最も強くなるのは、[H⁺]＝Ka(水素イオン濃度が電離定数の値と一致）となる時です。
緩衝液の公式より、酸と塩のモル濃度(モル数)が同じであれば、[H⁺]＝Kaとなりますね。
酸と塩が同じくらいの比率で入っているから、理想的な緩衝液であるという意味合いで書かせてもらいました。
ただ、比率がまったく同じである必要はなく、酸：塩＝1:10や、酸：塩＝10:1くらいまでなら緩衝液になると言われています。

もともと

もっとも強くなるとは、よくくっつくということですか？CH3COO- + H+→CH3COOHの反応がよく起きているということでしょうか？

もともと

電離と加水分解や緩衝液は同時におきているのですか？

前から調べているのですがまったく整理がついていません😥

詳しく教えていただけませんか？🙇‍♀️

まろん

緩衝作用が強くなるとは、少量の酸や塩基を加えた時にpHがほとんど変化しなくなることをいいます。実際にどのような現象が起こって、緩衝作用が強くなるのかと言われると、イメージするのが難しいですね。私も十分理解できてません。明確な答えが出せなくてすみません😰

電離、加水分解、緩衝作用は同時に起こっているかということですが、あくまで私の推測なのですが、厳密に考えればおそらく同時に起こっていると思います。ただ、そう考えると非常にややこしいです。緩衝液を考える際に、酢酸の電離は起こってないと近似したように、同時に起こってないと見なしてよいと思います。別々の現象として捉えた方が考えやすいでしょう。
曖昧な答えになってしまい、申し訳ないです。

もともと

いえいえ！
整理がついたのでよかったです☺︎

ありがとうございます✨