pHの求め方の応用問題
今回のテキストでは、pHを求める問題の中でも少しステップアップしたもの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ないので異な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
ｐＨ＝−log₁₀Ｈ⁺ …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。
ＨＣｌ→Ｈ⁺＋ＣＬ⁻
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
です。①より
ｐＨ＝−log₁₀⁻²＝2.0
が答えです。
■(2) 0.25mol/lの硫酸10mlに水90mlを加えた溶液
次第に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
となります。
■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。
Ｈ₂ＳＯ₄→２Ｈ⁺＋ＳＯ₄²⁻
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⁺＝５．０×１０⁻²
なので、
ｐＨ＝−log₁₀5.0×10⁻²
あとは数学Ⅱの計算です。
題意よりlog₂=0.30なのでこれを代入し
ｐＨ＝１．３
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。
