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炭酸緩衝液にBaSO4を加えると・・
炭酸水素ナトリウムを溶かして作った緩衝液(pH=1.82)にBaSO4を加えると、pHはどうなるのでしょうか。SO4の共通イオン効果で平衡がずれ、[H+]は小さくなると考えたのですが・・ あと、「必要ならBaSO4の溶解度積10^(-10)を使え」と書いてあるのですが、どう使ってよいのかわかりません。よろしくお願いします。
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出題ミスとは限りません。「pHが変化するかどうか論じよ」だから論じたらいいのです。変化がないだろうというのも一つの結果です。でも「論じよ」ですから裏付けが必要です。 溶液のpH,硫酸バリウムの溶解度積が与えられていますから定量的に議論が出来るはずです。 硫酸水素イオンは完全に解離しているとします。可逆反応ではありません。(pH=1.8となるような濃度の場合だとこう考えていいはずです。もし必要だと思うのであれば硫酸の第2段階の解離定数を探してくればいいです。) 硫酸水素ナトリウムから生じる硫酸イオン、硫酸バリウムから生じる硫酸イオンの量を推測して下さい。溶解度積を用いれば分かるでしょう。それぞれの溶液をどれくらい用いるかは自分で妥当だと思う値を設定して使って下さい。論じると言うことに中にはこういう事も含まれます。
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- ht1914
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問題文に誤りはありませんか。 炭酸水素ナトリウムを水に溶かしたものはpHが8~9ぐらいです。この物質を材料にしてpH=1.82の緩衝液を作る事が出来るんですか。逆に考えてpHが1~3のものに炭酸水素ナトリウムを入れたとします。反応して二酸化炭素を出すでしょう。作るとしてもアルカリ性側の緩衝液のはずです。 難溶性の物質として有名なBaSO4を入れてpHの変化を調べよというのですか。共通イオン効果と書いてありますが何処が共通なんですか。SO4と書いてありますがそんなものありません。SO4^2-として下さい。 このことからすると硫酸水素ナトリウムの間違いではないですか。 緩衝溶液というのは元々外部から酸性、またはアルカリ性のものが入ってきたときにその影響を和らげるという目的に利用するものです。そのために滴定曲線の勾配の緩いところを利用しています。硫酸に水酸化ナトリウムを加えたときのpHの変化を示すグラフを探して下さい。硫酸水素ナトリウム水溶液のpHは硫酸を丁度半分中和したときのものに対応します。pH=1.82は妥当な値だということです。 酸性のもの、アルカリ性のものどちらが入ってきてもあまり大きくpHが変化しないようにする目的の溶液に中性の、しかも難溶性の物質を加えてpHの変化を見る、意図が分かりません。 考えられることはpHの変化ではなくBaSO4の溶解度の変化です。ココに溶解度積が効いてきます。 練習として1lの水に溶けているBaSO4の量を溶解度積から調べて下さい。 平衡がずれて[H+]の値が小さくなると書いてありますがどう考えた結果ですか。 この場合の濃度ではHSO4^-は電離してSO4^2-とH+になっているとしていいはずです。電離平衡の移動は問題になりません。(緩衝液の濃度が書いてありません。でもpH=1.82ということで完全電離が予想できます。) 間違いが多すぎるように思いますが。
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