Question

ばなふぃ

化学基礎の内容でpHの計算です。
画像の計算が答えなのですが、見ても理解できなくて解説をお願いします。

っH=12 の水酸化ナトリウ ム水溶液を、水で100倍に希釈すると、PHはいくらになりま
すか。
pH= 12 のとき、H]=D 1.0×10-12 mol/
水のイオン積H× [OH]%3D1.0×10~14. より、
よって、[OH-]= 0.01 (1.0×10-2) mol/L / ok
(1.0×10-12) ×[OH-]=D 1.0×10-14
これを100倍に希釈する (薄める)と、 水素イオン濃度は [OH-]%3D0.01100
= 1.0×10-4 mol/L
先ほどと同様に、水のイオン積から、
[H×(1.0×10-4)%3D 1.0×10-14
:H]= 1.0×10-10 mol/L
よって、 pH =10

Answer 1

peekAboo

希釈による濃度変化を考えると、

[OH-]: 10^-2/100=10^-4
[H+]: 10^-12/100=10^-14

となりますが、この状態では水のイオン積が成立しないので、
水の電離反応が進行し、
[OH-]: 10^-4+c
[H+]: 10^-14+c
となります。

ここで、水のイオン積を考えれば、
(10^-4+c)(10^-14+c)=10^-14
c^2+(10^-4+10^-14)c=10^-14-10^-18
10^-4>>10^-14, 10^-14 >>10^-18より、近似すると、
c^2+(10^-4)c=10^-14
c(c+10^-4)=10^-14
ここで、c<<10^-4を仮定すると、
c(10^-4)=10^-14
c=10^-10
となります。この値は、c<<10^-4を満たしているので、

近似解として採用すれば、
[OH-]: 10^-4+10^-10
[H+]: 10^-14+10^-10
近似して、
[OH-]: 10^-4
[H+]: 10^-10
となります。

解説の解法は、最初から、10^-14<<c<<10^-4としたと考えれば理解できると思います。

ばなふぃ

回答ありがとうございます。
<などの意味もわかっていない化学初心者でして、もしお時間ありましたらもう少し化学化学してない説明お願いします。m(*_ _)m

peekAboo

私は学術畑の人間ですので、化学の本質を蔑ろにするような解説は控えさせて頂きます。

この問題を理解するには以下の概念を理解している必要がありますので、
不正確な内容があれば教科書で確認する事をお勧めします。
・モル濃度
・水のイオン積
・化学両論関係

また、A<<Bは、BがAに対して十分大きいことを表す記号です。

ばなふぃ

化学両論関係は理解出来ていないと思うので、復習します!!
ありがとうこざいましたm(*_ _)m