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23_80 化学基礎:物質の変化 / 化学基礎:水素イオンとpH

化学基礎 pHの求め方~応用~

著者名: 藤山不二雄
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問題

今回は、pHを求める問題でも少しステップアップした問題を一緒に解いてみましょう。
より簡単な問題の解説はこちらで行っています
次の(1)~(5)の水溶液のpHを小数点第一位まで求めよ。ただしlog2=0.30,log3=0.48とする。


(1) 0.01mol/lの塩酸2ml

水素イオン濃度[H+]=酸の価数×酸のモル濃度×酸の電離度
を使用してpHを求めたいところですが、電離度が与えられていませんので違った方法で計算をしなければなりません。logの値が与えられていることから
 …①の公式を使いましょう。

塩酸は次のように電離しています。

塩酸1molがあればH+も1mol存在していることになりますね。
つまり水素イオン濃度[H+]=0.01mol/lとなります。

①よりが答えになります。

(2) 0.25mol/lの硫酸10mlに水90mlを加えた溶液

だんだんとやっかいになってきました。

第1ステップ

硫酸はもともと10mlですが、90mlの水と合わさって100mlの水溶液となっています。
10mlのものが100mlになっているので、10倍に薄められています。このとき、molも変化します。薄められた分、molは反比例して減ります。つまり100mlの水溶液における硫酸は0.25÷10=0.025mol/lとなっています。

第2ステップ

硫酸を水溶液で薄めるとどのように電離するでしょうか。

硫酸1molに対して2molの水素イオンが、つまり0.025molの硫酸に対して0.05molの水素イオンができることがわかります。以上のことから、
水素イオン濃度[H+]ですので

あとは数学Ⅱの計算です。
pH==2-log5=2-log10/2=2-(1-log2)
log2=0.3より
pH=1.3となります。

いろんな解法で解くことができますので、自分の引き出しを多くしておくことが大切です。
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・化学基礎 pHの求め方~応用~

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『教科書 化学Ⅰ』 東京書籍
『化学Ⅰ ニューグローバル』 東京書籍

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