化学
高校生

【水素・水酸化物イオン濃度】
この2問の解答と解説をお願いしますm(_ _)m
特に、電離度をどう求めるのか分からないのでそこを解説して頂けると嬉しいです。

問題 次の溶液の水酸化物イオン濃度 [OH-] と水素イオン濃度[H+]と pH を求めなさ い。 (1) 0.010 molL の水酸化ナトリウムN』C1水溶液 (2) 5.0×10-4 molL の水酸化カルシウムCa (OH)2水溶液

回答

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、酸性の溶液のモル濃度×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、塩基性の溶液のモル濃度×電離度×価数で求まる。
※濃度とはモル濃度のこと。
※強酸、強塩基の電離度は1.0だと決まってます。
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。

(1)
今回与えられた物質は水酸化ナトリウム。
水酸化ナトリウムのモル濃度は0.010mol/L
また、水酸化ナトリウムの価数は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=0.010×1.0×1=1.0×10⁻²mol/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、[水素イオン濃度][水酸化イオン濃度]=1.0×10⁻¹⁴を用いる。
[水素イオン濃度][水酸化イオン濃度]=1.0×10⁻¹⁴より、
[水素イオン濃度]×(1.0×10⁻²)=1.0×10⁻¹⁴
よって、[水素イオン濃度]=(1.0×10⁻¹⁴)/(1.0×10⁻²)=1.0×10⁻¹²[mol/L]
よって、pH=-log(1.0×10⁻¹²)=12

続く

たこ焼き

(2)
今回与えられた物質は水酸化カルシウム。
水酸化カルシウム水溶液のモル濃度は5.0×10⁻⁴mol/L
また、水酸化カルシウムの価数は2、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=5.0×10⁻⁴×1.0×2=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、[水素イオン濃度][水酸化イオン濃度]=1.0×10⁻¹⁴を用いる。
[水素イオン濃度][水酸化イオン濃度]=1.0×10⁻¹⁴より、
[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]
よって、pH=-log(1.0×10⁻¹¹)=11

分からなければ質問してください

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・・・)

ゾモ(2)

丁寧な解説ありがとうございます!!
強酸・強塩基は、この程度は覚えた方が良いですか?

たこ焼き

はい。覚えないといけません

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電離度は、その酸と塩基「強」「弱」を見極める必要があります。強酸と強塩基は限られてるので覚えるしかないと思います👌🏼強酸と強塩基の電離度αは1なので計算式にはなくても大丈夫です!

ゾモ(2)

分かりやすく解説して頂きありがとうございます!!

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