基礎事項
まず、pHは、－log[水素イオン濃度] でもとまる。
水素イオン濃度は、酸の溶液のモル濃度×電離度×価数で求まる。
また、[水素イオン濃度][水酸化イオン濃度]=1.0×10⁻¹⁴が成り立つ。
水酸化イオン濃度は、塩基の溶液のモル濃度×電離度×価数で求まる。
※強酸、強塩基の電離度は1である
※濃度とはモル濃度のこと。
モル濃度とは
溶液1Lあたりに含まれる溶質の物質量
ということは、すべて水素イオン濃度を求めればよい。
(1)今回与えられた物質は塩酸(酸ですよね)。
与えられた塩酸のモル濃度は、0.010mol/L。
また、塩酸の価数は1であり、塩酸の電離度は1.0。
よって、水素イオンのモル濃度は、
酸の溶液のモル濃度×電離度×価数=0.010×1.0×1=0.010[mol/L]と表せる
よって、pHは
pH=－log[水素イオン濃度]
=－log(0.010)
=－log(1.0×10⁻²)
=2
(2)今回与えられた物質は酢酸(酸ですよね)。
与えられた酢酸水溶液のモル濃度は、0.050mol/L。
また、酢酸の価数は1であり、酢酸の電離度は0.020であるから、
水素イオンのモル濃度は、
酸の溶液のモル濃度×電離度×価数=0.050×0.020×1=0.0010[mol/L]と表せる
よって、pHは
pH=－log[水素イオン濃度]
=－log(0.0010)
=－log(1.0×10⁻³)
=3
続く
(4)今回与えられた物質はアンモニア(塩基ですよね)。
与えられたアンモニア水溶液のモル濃度は、0.040mol/L。
また、アンモニアの価数は1であり、アンモニアの電離度は0.025。
よって、水酸化イオンのモル濃度は、
塩基の溶液のモル濃度×電離度×価数=0.040×0.025×1
=0.0010[mol/L]
=1.0×10⁻³と表せる
表を使って答えなさいと書かれているから[OH⁻]=10⁻³の所(青丸の所)を見ると、
pH=11だとわかる。
ただ、今回は珍しいことに表を使って答えなさい、と書かれています。
通常は、表を使って答えなさいと書かれていませんし、表が与えられていません。
表が与えられていない場合は、以下のように解きます
求めたいのは、pH、すなわち、水素イオン濃度であった(pH=－log[水素イオン濃度])。
そこで、水のイオン積
[水素イオン濃度][水酸化イオン濃度]=1.0×10⁻¹⁴を用いる。
今回は、[水素イオン濃度]×1.0×10⁻³=1.0×10⁻¹⁴
[水素イオン濃度]=(1.0×10⁻¹⁴)/(1.0×10⁻³)
=1.0×10⁻¹¹
よって、pH＝－log(1.0×10⁻¹¹)=11
(3)今回与えられた物質は水酸化バリウム(塩基ですよね)。
与えられた水酸化バリウム水溶液のモル濃度は、0.050mol/L。
また、水酸化バリウムの価数は2であり、水酸化バリウムの電離度は1.0。
よって、水酸化イオンのモル濃度は、
塩基の溶液のモル濃度×電離度×価数=0.050×1.0×2
=0.10[mol/L]
=1.0×10⁻¹と表せる
表を使って答えなさいと書かれているから[OH⁻]=10⁻¹の所(赤丸の所)を見ると、
pH=13だとわかる。
ただ、今回は珍しいことに表を使って答えなさい、と書かれています。
通常は、表を使って答えなさいと書かれていませんし、表が与えられていません。
表が与えられていない場合は、以下のように解きます
求めたいのは、pH、すなわち、水素イオン濃度であった(pH=－log[水素イオン濃度])。
そこで、水のイオン積
[水素イオン濃度][水酸化イオン濃度]=1.0×10⁻¹⁴を用いる。
今回は、[水素イオン濃度]×0.10=1.0×10⁻¹⁴
[水素イオン濃度]=(1.0×10⁻¹⁴)/(0.10)
=(1.0×10⁻¹⁴)/(1.0×10⁻¹)
=1.0×10⁻¹³
よって、pH＝－log(1.0×10⁻¹³)=13
続く