pHを求める方法
このテキストでは、一緒にpHを求める問題を解きながらその基礎についてみてみましょう。
pHを求めるために押えておくべきポイント
まずは問題に入る前に押さえておくべきポイントです。
水素イオン濃度[H⁺]=酸の価数×酸のモル濃度×酸の電離度
水酸化物イオン濃度[OH⁻]=塩基の価数×塩基のモル濃度×塩基の電離度
電離度=電離している酸(塩基)のmol÷溶液に溶かした酸(塩基)のmol
これらを踏まえた上で問題をみていきましょう。
問題
次の水溶液のpHを求めよ
■(1)0.01mol/lの塩酸(電離度は1とする)
塩酸は1価の酸なので、価数は1です。
水素イオン濃度[H⁺]=酸の価数×酸のモル濃度×酸の電離度
から、水素イオン濃度は
[H⁺]=1×0.01×1=0.01=10⁻²
この
乗数の部分がそのままpHの値になるので、この水溶液のpHは2となります。
■(2)0.005mol/lの硫酸(電離度は1とする)
(1)と同じように解いていきます。ただし、
硫酸は2価の酸であることに注意です。
水素イオン濃度は、
[H⁺]=2×0.005×1=0.01=10⁻²
よってこの水溶液のpHは2です。
■(3)0.001mol/lの酢酸(ただし電離度は0.01とする)
もう慣れてきましたね。酢酸は1価の弱酸です。
水素イオン濃度は、
[H⁺]=1×0.001×0.01=0.00001=10⁻⁵
水溶液はpH5を示します。
■(4)0.001mol/lの水酸化ナトリウム水溶液(ただし電離度は1とする)
水酸化ナトリウム水溶液が電離すると
NaOH→Na⁺+OH⁻
となります。ここでちょっと考えてみましょう。
水溶液のpHは、水素イオン濃度がわかって初めて求めることができるのですが、この電離式には水酸化物イオン濃度しか存在していません。このような場合にどうすればよいのでしょうか?
そこで思い出してみてください。
水素イオン濃度×水酸化物イオン濃度=1.0×10⁻¹⁴…①
であることを。すなわち水酸化イオン濃度を求めてから、①の式に代入すればよいのです。
水酸化イオン濃度は、
[OH⁻]=1×0.001×1=0.001=10⁻³
①の式より、
[H⁺]=10⁻¹¹
よってpHは11となります。
以上4つみてきたように、水素イオン濃度を求めるとpHがわかります。
水素イオン濃度を何が何でも求める。
これが解答への近道です。
電離度が与えられていない場合の練習問題
pHの求め方~応用~