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問1 あってますよ
問2以降は明日でも大丈夫ですか？
問2、問3、問4 基礎事項
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を表すもの
ということは、どれも水素イオン濃度を求めればよい。
問2
今回与えられた物質は硝酸(酸ですよね)。
与えられた硝酸水溶液のモル濃度は、0.0010mol/L。
また、硝酸の価数は1であり、硝酸は強酸だから電離度は1.0(完全に電離するということ)。
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=0.0010×1.0×1=1.0×10⁻³[mol/L]。
よって、pHは
pH=－log[水素イオン濃度]
=－log(1.0×10⁻³)
=3
問3
今回はpHではなく水素イオン濃度を聞かれている
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、0.070mol/L。
また、酢酸の価数は1であり、酢酸の電離度は0.020(問題に書かれている)。
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=0.070×0.020×1=1.4×10⁻³[mol/L]と表せる
続く
問4
pHを聞かれているから、水素イオン濃度を求めないといけない。
そのためには、水酸化カリウム濃度のモル濃度を求めないといけない。
ということで、まず、水酸化カリウム濃度のモル濃度を求める。
モル濃度とは
溶液1Lあたりに含まれる溶質の物質量[mol]を表すもの
【やり方1】 順番に考えていく
水を加える前の水酸化カリウムのモル濃度が0.025mol/Lということは、
水を加える前の水酸化カリウム水溶液は、水酸化カリウム1L(=1000mL)あたりに水酸化カリウムは0.025mol含まれているということ。
これを10mL使うのですよね？
1000mLに水酸化カリウムは0.025mol含まれているから、10mLには、
1000mL:0.025mol=10mL:◻️mol
◻️=0.00025molの水酸化カリウムが含まれていることになります。
すなわち、今回は0.00025molの水酸化カリウムが含まれている水酸化カリウム水溶液10mLに水を加えて250mLにします。
ということは、どうなりますか？
水酸化カリウム水溶液の量は250mLになり、水酸化カリウムの量は0.00025molのまま変わりませんよね？
※水を加えただけだから、KOHの量は変わりませんよね？
※また、水を加えて全体を250mLにしているから、KOH水溶液の量は250mLですよね。
すなわち、KOHが0.00025mol含まれているKOH水溶液が250mLできますよね？
聞かれているのはこのモル濃度、すなわち、KOH水溶液1L(=1000mL)あたりに含まれるKOHの物質量だから、
250mL:0.00025mol=1000mL:◻️mol
◻️=0.0010mol
よって、希釈された後の水酸化カリウム水溶液のモル濃度は0.0010mol/L
【やり方2】希釈の問題だと考える
今回は水酸化カリウム水溶液10mLに水を加えて250mLにしているから、濃度は250/10=25倍希釈される。
※濃度が25倍に薄まるということ。
ということで、濃度は0.025÷25=0.0010mol/L
よって、希釈された後の水酸化カリウム水溶液のモル濃度は0.0010mol/L
続く
後は、水素イオン濃度を求めてpHを求めるだけ
今回与えられた物質は水酸化カリウム。
水酸化カリウムのモル濃度は0.0010mol/L
また、水酸化カリウムの価数は1、電離度は1.0(強塩基だから1.0)であるから、
水酸化イオンのモル濃度は、
塩基性の溶液のモル濃度×電離度×価数=0.0010×1.0×1=1.0×10⁻³mol/L
問題は、水素イオン濃度を求めないといけないから、水酸化イオン濃度から
水素イオン濃度に変換しないといけない。
そのために、下の表を使う、もしくは
[水素イオン濃度][水酸化イオン濃度]=1.0×10⁻¹⁴を用いる。
下の表を使うと水酸化イオン濃度が1.0×10⁻³mol/Lのときは水素イオン濃度は
1.0×10⁻¹¹[mol/L]だとわかる。
[水素イオン濃度][水酸化イオン濃度]=1.0×10⁻¹⁴を用いると、
[水素イオン濃度]×(1.0×10⁻³)=1.0×10⁻¹⁴
よって、[水素イオン濃度]=(1.0×10⁻¹⁴)/(1.0×10⁻³)=1.0×10⁻¹¹[mol/L]
どちらにしても、pH=－log(1.0×10⁻¹¹)=11
前にも言いましたが、
覚えるのは、pHは、－log[水素イオン濃度] でもとまることとだけですよ。
なぜ、水素イオン濃度は、酸性の溶液のモル濃度×電離度×価数で求まるのか分からなければ質問してください。これは覚えることではないですよ(記憶することが得意なら覚えても良いですが・・・)
丁寧にわかりやすく教えていただきありがとうございます！
とっても助かります🙇♀️
本当にありがとうございました‼︎🙏😊
はい！大丈夫です！🙆♀️
よろしくお願いします！🙇♀️