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画像参照
pH=11は、水素イオン濃度［H+]=1.0×10^-11ですね。この塩基は、元々水素イオン濃度が小さい(指数が-11だから)。100倍に薄めると、塩基が薄まり［OH-]が減ります。水のイオン積より、［H+]［OH-]=1.0×10^-14だから反比例。つまり、［OH-]が減ると、［H+]が増えます。だから、画像のように、［H+]が増える方向(pHが小さくなる方向)に移動します。
強塩基、弱塩基で異なりますが、どちらの塩基でも、薄めても酸性にはならないから、pH=7に近づきます。つまり、10^-13でなく、10^-9になり、pHが小さく(塩基が弱まり、水素イオン濃度は増えます、水酸化物イオンは減るから)となります。
イメージとし薄まるこは分かるのですが、水酸化物イオンだけが減るのはおかしくないですか？そもそも100倍に薄めるというのは単純に水を足すみたいな感じなのか、濃度を100倍に薄めるのかが分かっていません。単純に水を足す感じだとほとんど水酸化物イオンは変化しないと思うのです。また、濃度を100倍に薄めるなら水素イオンも減少しませんか？ちなみに水のイオン積が反比例するのは知っています。
単純に100倍に薄めると、溶液が100倍増えますね。水が増えるは、水素イオンと水酸化物イオンが100倍増えたと考えたなら、この増えた水分はpH7なんで、単純に、100倍の溶液になったと考えたらどうでしょう？
モル濃度は溶液1Ｌだから、溶液が100倍になるから、溶液100Ｌになります。
pH11の1Ｌを100Ｌにした溶液をモル濃度にしたら、pH11のモル濃度は1.0×10^-11mol/Ｌですから、100Ｌにしたら、［OH-]=1.0×10^-3mol/100Ｌですから、［OH-]=1.0×10^-5mol/Ｌとなり、そこからpH=9とはなりませんかね？塩基は薄まるとpHが減りますから、pH=13にしてしまうと、薄めるとpHが高くなってしまいます。薄めれば薄めるほど、水の電離が無視できなくなり、二次方程式を作ってpH7近くの場合は方程式を作るのですが、今回はpH11を100倍希釈なので、上のような単純な考え方では難しいでしょうか？
理解不足で申し訳ないのですが普通に考えたら、薄めるほどpHは7に近づくのは分かります。こつぶさんの解説はとてもわかりやすいのですが何故水酸化物イオンに注目するのかまだ少しピンと来ていません。
溶けている物質はアルカリ性だから。
質問者さんは、水素イオン濃度を先に計算しようとしているのかな？と思います。そうなると、-11が-13にならないのは何で？となるかもしれません。アルカリ性の場合は、先に水酸化物イオン濃度を計算してから水素イオン濃度を計算しますから、-13にはならないですね。薄まる=pHが下がる。
単純に濃度を100倍薄めるで考えて下さい。溶質のmolは変化せず、全体の溶液が100倍になっただけです。
酸性なら、そのまま水素イオンで計算します。
アルカリ性の場合は、ご存じのように、また画像の電離式のように、水素イオンが出ないから、水素イオン濃度がでません。だから、水のイオン積の式に代入して、やっと、とうとう、ついに、水素イオンの計算が反比例ででます。そこから、pH計算するのです。
最初、問題文に、水素イオン濃度が-11乗になっていますが、こちらも書いていませんが、アルカリ性だから、水のイオン積を使って、-11乗だったのです。つまり、水酸化物イオン濃度を先に計算し、そういう値を先に出している訳です。薄めても、体積100倍で、アルカリ性は変わらないから、水素イオンは考えず、水酸化物イオン濃度から計算し、水素イオン濃度を出して、ようやくpHを求めることができます。
そういう事なんですね。よく分かりました。丁寧に説明して頂いてありがとうございました。こんなに時間を取らせてしまって申し訳ないです。
いえいえ。理解されたようで、良かったです🙇
あまり、難しく考えず、順番通りやれば、悩まない部分かなと思います。
公式に当てはめて答を出すのではなく、最初になぜアルカリはpHを出せないのに出せるのか考えていたらわかります。以上です。
頑張って下さい✒
補足
上記理由により、pH=9になります。7までは行きませんが、pHは滴定曲線の中央に向かうため、塩基の場合は、数字が小さくなります(酸性なら薄めると大きくなります)。