このような問題があったとしましょう。
この問題でネックになってくるのは電離度です。




「電離度？？」という方のためにおさらいをしますと、電離度とは溶けた電解質のうち、どれだけが電離したのかを表し、

電離した電解質の物質量÷溶解した電解質の物質量

で求めることができます。強酸や強塩基などはこれがほぼ１であるのに対し、弱酸や酢塩基の電離度は０に近い値をとります。この電離度が１に近ければ近いほど、強酸・強塩基といえます。

つまり今回の酢酸は、電離度が0.02ですので、酢酸は弱酸であることがわかりますね。


pHを求めるには、 水素イオン濃度をまず求めなければなりません。
その求め方は２通りあります。


電離度が与えられていますので、
水素イオン濃度[Ｈ⁺]＝酸の価数×酸のモル濃度×酸の電離度　
の計算で水素イオン濃度を求めることができます。酢酸は１価の酸ですので

水素イオン濃度[Ｈ⁺]＝１×0.5mol×0.02＝0.01＝1.0 × 10⁻²

ここで裏技ですが、 1.0 × 10⁻² の乗数の部分、すなわちここでは２がpHの値となります。よって、求めるpHは２となります。




続いて少しアドバンスな解き方です。ここで設問の数値を変えましょう。


実はpHを求める公式というものが存在します。それが以下のものです。

pH＝− log H⁺ …①　

[Ｈ⁺]は水素イオン濃度のことを指します。つまりこの公式を使うためには、水素イオン濃度が必要です。pHを求める問題は必ず水素イオン濃度を求めなければならないので、まずは水素イオン濃度を求めましょう。


与えられた酢酸は0.1mol/l、電離度が0.016なので、この酢酸の水素イオン濃度は

1×0.1×0.016=0.0016=16 × 10⁻⁴

となります。①の公式から

pH＝− log 16 × 10⁻⁴＝4 − log 16

ここまでくればあとはlogの式を解くだけです。
pH＝2.8となります。

この公式はどのようなときに使うかというと、水素イオン濃度が1.0 × 10⁻ⁿとならないような時です。1.0 × 10⁻ⁿというように水素イオン濃度がまとめることができると、nの値をそのままpHとすることができます。

しかし、 3.0 × 10⁻ⁿや 5.0 × 10⁻ⁿといった水素イオン濃度になったらどうでしょう。n＝pHとすることができなくなります。

このような場合には必ず、前もってlog₃やlog₅といった値が与えられていますので、公式を用いてlogの式を解くことは可能になります。




以上のことから、水素イオン濃度が1.0 × 10⁻ⁿのように簡単に解くことができそうであれば求め方その１を、それ以外の場合は求め方その２の公式を用いることが望ましいでしょう。また、 設問にlogがでてきたらlogを使わないと解けないということの裏返しでもあるので、設問もしっかりと読むようにしましょう。