発展例題27
緩衝液
→問題 343
0.10mol/Lの酢酸水溶液10.0mLに0.10mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液 5.0mLを
加えて、緩衝液をつくった。この溶液のpHを小数第2位まで求めよ。ただし、酢酸の
電離定数を K=2.7×10 - 5mol/L, log102.7=0.43とする。
■ 考え方
緩衝液中でも,酢酸の電離平衡
が成り立つ。混合水溶液中の酢
酸分子と酢酸イオンの濃度を求
め、電離平衡の量的関係を調べ
ればよい。このとき, 酢酸イオ
ンのモル濃度は,中和で生じた
ものと酢酸の電離で生じたもの
との合計になる。 これらの濃度
を次式へ代入して水素イオン濃
度を求め, pHを算出する。
解答
残った CH3COOH のモル濃度は,
0.10 ×
10.0
1000
mol -0.10×
5.0
1000
mol
(15.0/1000) L
-=0.0333 mol/L
0.10×
mol
また, 生じた CH3COONa のモル濃度は,
5.0
1000
-=0.0333mol/L
混合溶液中の [H+] を x[mol/L] とすると,
CH3COOHH+ + CH3COO-
0.0333
はじめ
平衡時 0.0333-x
20
0.0333
[mol/L]
x
0.0333+x [mol/L]
①
[H+] [CH3COO-]
Ka=
[CH3COOH]
[H+]=
[CH3COOH]
XK ②
[CH3COO-]
a
(15.0/1000) L
xの値は小さいので, 0.0333-x= 0.0333,0.0333+x=
0.0333 とみなすと, ②式から [H+] = K となるため,
pH=-log10 [H+] = -logio (2.7×10-5)=4.57