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問題
[081
水のイオン積
次の文章を読み、文中の ( に適当な数値 (有効数字2桁), 語句,式な
どを記入せよ。 [] は物質のモル濃度を表すものとする。 原子量はH=1.0.
0=16とする。
水分子H2O はごくわずかに電離しており、 水素イオンH+と水酸化物イオ
コンOH を生じ、 次のような電離平衡が成立している。
H2OH + OH____
(ア)式の電離定数Kは次のように表される。
K=
･･･(イ)
[H2O]
ここで[H2O]は一定とみなされるので, K [H2O] は一定値となり、次の
式が成り立つ。
1回目
月日
2回目
月日
K[H20] = (1) = Kw
|純水においては, [H+] と [OH-] が等しく, (3) mol/Lとなり,このとき
Kw は, 水の(2) とよばれ, 25℃での値は 1.0×10-14 (mol/L) 2 であり.
のpHは (4)である。 また, 水の密度を1.0g/mLとすると, 純水1.0L 中
の水の物質量は (5) molである。
K=
温度一定でKは
一定の値となる
解 説)
[OH-] とすると, 水の電離における平衡定数 (電離定数)は,
このとき,それぞれの分子やイオンのモル濃度 〔mol/L] を[H2O], [H+].
[[H+] [OH-]]
[H2O]
水は、ごくわずかに電離している。
H2OH+ + OH T ････ (ア)
ここで.K.は水のイオ
25℃では,
132
( 富山県立大 )
と表せる。 ここで, 水の濃度[H2O] は一定とみなされるので, K[H2O] [は一定
値となり, K [H2O] = Kw とおくと,次の式が成り立つ。
K [H20] = [H+] [OH-]=Kw ...(ウ)
|よばれ,一定温度では一定の値になる。 例えば
Kw=1.0×10-14〔 (mol/L)2 )
である。
Point 水のイオン積
Kw=[H+] [OH-]
| Kw=1.0×10-14 [mol/L)) (25℃)
Kwは,純水だけでなく、薄い水溶液中も成り立つ。
純水中のH+をx[mol/L] とすると,
H2O 1H+ + 10H-
x [mol/L] ずつ存在している
[H+]=[OH-]=x[mol/L] となり、上のPoint より 25℃の純水中で次の式が
成り立つ。
[H+] [OH-] = Kw より,
[mol/L] [mol/L]←H+とOHは同じ
xxx = 1.0×10-14 [(mol/L)2]
よって, [H+]=[OH-]=x=1.0×10-7 [mol/L]
Point
2
となる。
水素イオン指数PH
[H+]=107" [mol/L] のとき,
pH=n
1.0(L) x
Point より [H+]=1.0×10-'[mol/L] なので,このときのpHは7.0 となる。
水の密度を1.0g/mLとすると, H2O =18なので純水1.0L中には,
10³ (mL)
1(L)
の水が存在する。
1: [H*][OH-]
5:56
XI
H₂0 mLJ
2
1.0[g]
1(mL)
HO(g)
X
1 [mol]
18 [g]
HO(mol)
となる。
3:1.0× 10-
6
[55.5 [mol]
4 : 7.0
第7章 反応速度と化学
