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化学 高校生

問5 マーカー部分がなぜこの数字になるのか分かりません💦教えてくださいm(_ _)m

緩衝液は,酸や塩基を少量加えてもpHがほぼ一定に保たれる働きをもつ溶液である。一般に 弱酸とその塩、または弱塩基とその塩の混合水溶液が緩衝液になる。ここで,弱塩基である アンモニアNH』とその塩である塩化アンモニウム NH 4 C1 の混合水溶液について考えてみる。い ま、0.10mol/LのNH3 水溶液に NH4C1を溶かし,電離前のNH3と NHCl の濃度がそれぞれ 0.10mol/Lであるような混合水溶液 1.0L をつくった。この混合水溶液のpHは以下に示すような 手順で求めることができる。 (a) NH3 水溶液では,次式のようなNH3の電離平衡が成立する。 (I)様(ベト (1)式の電離平衡は,NH3 水溶液に NHCI を溶かしてつくった混合水溶液についても成立する。ま た。混合水溶液中のNH 4 CIはほぼすべて電離し、この電離は 1. のように表される。混合水溶液中では,アンモニウムイオンNHが多量に存在することになる ので、(1)式の平衡は NH3 水溶液の場合と比べて著しく(ウ)に偏っている。したがって,この 混合水溶液では NH3 の濃度 [NH3] は 0.10mol/Lにほぼ等しいとみなすことができる。また, NHC1はほぼ完全に電離しているので,NH4の濃度 [NH4] は 0.10mol/L とみなすことができ る。 (1)式の電離平衡における電離定数 K は塩基の電離定数といい, [NH3], [NH4+], および水酸 化物イオンの濃度 [OH-] を用いて、 次式のように表される。 K₁ = (I ..... (3)SI-H K は温度が一定のとき一定の値を示す。 また, [OH-] は水のイオン積Kw と水素イオン濃度[H+] を用いて, [OH-] = ((*)252 .........(4) と表すことができるので, (3)式と(4)式を用いると, 混合水溶液の [H+] は, [NH3], [NH4+], Kb, Kw を用いて [H+] = (() .........(5) となる。ここで(5)式を用いると, 下線部(a) の混合水溶液のpHを求めることができる。 25℃で は,K = 1.8 × 10-5mol/L, Kw=1.0 × 10-14(mol/L) 2 であり, [NH3] と [NH4+] については前 述の近似を用いることができるとすると,[H+]はキ) mol/Lと求まる。 したがって, pH は (ク)となる。 では、NH と NH4Ciの混合水溶液のpHの変化を考えてみよう。混合水溶液に強酸を少量加え た場合、強酸から生じるH+は(ケ)と反応して()になるため, [H+] はほとんど増加せ ずpHはほとんど変化しない。また、この溶液に強塩基を少量加えても,強塩基から生じる OH- は(サ)と反応し(シ)と(ス)になるので, [OH]はほとんど増えず, [H+] もpHもほ とんど変化しない。一方, NH3とNHCの混合水溶液に水を加えて薄めた場合にも, pHはほと 変わらない。 (b)

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化学 高校生

(10)簡単に解説お願いします🙇‍⤵︎

c[mol/L]の1価の塩基の電離度をαとすると,水溶液の水酸化物イオン濃度[OH-]は ca [mol/L] と表される たがって、 《脇注) 一般に、多段階 (1) 0.080mol/Lのアンモニア水中のアンモニアの電離度は,グラフから 0.015 と読み取れるので,その [OH-] は次のようになる。 [OH-]=0.080mol/L×0.015=1.2×10-3mol/L これと同じ [OH]を示す水酸化ナトリウム水溶液の濃度をc [mol/L] とすると,水酸化ナトリウムは強塩基なの で、次式が成り立つ。 [OH]= c [mol/L]×1=1.2×10-3mol/L c=1.2×10-3mol/L (2) 0.080mol/Lのアンモニア水を2倍に希釈すると, 濃度は0.040mol/Lになる。 このときのアンモニアの電離度 をグラフから読み取ると 0.021 なので, [OH-]は次のように求められる。 [OH] = 0.040mol/LX0.021=8.4×10-4mol/L したがって, 8.4×10 -4 mol/L = 0.70倍 1.2×10-3mol/L 《 脇注》 => 弱酸や弱塩基の電離度は濃度が小さくなるほど大きくなる。 【10】 2価の酸H2Aは水溶液中で次のように2段階に電離する。 H2AH++ HA- HAH++A2- モル濃度 [mol/L] の硫酸水溶液において,硫酸の1段階目の電離は完全に進行し、 2段階目は一部が電離し た状態になっているとする。 2段階目の電離度を2として,この水溶液の水素イオン濃度 [H+] を表している式は どれか。 ただし, 水の電離によって生じた水素イオンの濃度は無視できるものとする。 ①0 ②c 《 解答》 ④ 32c ④ c(1 + α2) ⑤ c(1-2) ⑥ CA2 《解説》 硫酸は2価の強酸であり,その電離は2段階に進行する。 H2SO4 → HSO4 + H+ - HSO SO2 + H+ © [mol/L] 硫酸水溶液について,まず1段階目は完全に電離するので,その変化は濃度を用いて次のように表 される。 H2SO4 → HSO4 + H+ 電離前 C 電離後 0 0 C 0 [mol/L] C [mol/L] 2段階目の電離度がα2 なので, HSO4の電離は次のように表される。 HSO4T 電離前 D SO 0 + H+ 0 [mol/L] 変化量 電離後 1042 (1-2) +caz +car [mol/L)] Ca2 c+caz [mol/L]

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