酸－塩基平衡

質問

2.0×10（指数－３）MHCｌのPHは
PH＝－log[H＋]を使って
PH＝３－log2
　≒2.7
と計算できます。

しかし
2.0×10（指数－７）MHCｌのPHは
を同じ解法で解くと約PH=6.7になるのですが、この答えはPH＝6.62であり不正解になってしまいます。

なぜでしょうか？？

回答No.1

noname#62864 · ベストアンサー

よくわかりませんが、中性に近くなると、水の解離が無視できなくなるので、単純な計算では誤差が大きくなり過ぎてしまいます。

ご質問のような方法では、指数がー８になれば、塩酸がアルカリ性（pHが７よりも大きい）になってしまいますよね。

お礼

回答ありがとうございます。確かに中性に近くなると水の解離は無視できなくなりますね！では2.0×10（指数－７）MHCｌのPHを出す解法はどのようにすれば良いのでしょうか？？計算過程を詳しく示してくださると助かります。お願いします。

回答No.4

noname#62864

No.2です。
補足に関しては、No.3で説明していただいている通りです。
要するに、
[H+]（[H+]-[Cl-]）=1.0x10^-14　に[Cl-]=2.0x10^-7を代入すると、[H+]に関する二次方程式になりますので、それを根の公式に当てはめて計算すれば良いということです。数字が小さいので計算しにくいですけどね。

本来は、酸の濃度がもっと濃い場合でも同様の方程式を解くことになるのですが、途中で小さい数値を切りすてていけば、結果的に水のイオン積の影響が現れなくなるということです。

お礼

たびたびの分かりやすい回答ありがとうございます。すごく助かりました！計算がつらかったですが解を出すことができました。特に最後の2行は参考になりました。『水のイオン積の影響』についてよく理解できました。本当にありがとうございました。

回答No.3

higeoyazi60

高校の化学教員です。
何人かの方が解答している通り、
希薄な酸の水溶液の場合は…（希薄な塩基でも同じですが）
基本的には水の電離を考慮して解かなければなりません。

原理（１）　溶液中の陽イオンの量と陰イオンの量は同じである。
これをチャージ・バランスと表現することが多いでようです。
即ち、この場合は　[H+]＝[Cl-]＋[OH-]となります。

原理（２）　水溶液中では常に【水のイオン積】が成立しています。
[H+][OH-]＝Kwです。よって、[OH-]＝Kw/[H+]となります。

解法　（２）を（１）式に代入すれば
　[H+]＝[Cl-]＋Kw/[H+]となります。両辺に水素イオン濃度をかければ…[H+]の二次方程式になりますよね。
[Cl-]は塩酸の初濃度に等しいとおいて、あとは…根性でこの２次方程式を解けば答がでるはずです。

参考にしていただければ幸いです。

お礼

詳しい解説ありがとうございます。
2時方程式は出来上がっていたのですがその計算の煩雑さに計算をすすめるなかで自信を奪われていました。根性で、というのがポイントですね！無事に解にたどりつくことが出来ました！
ありがとうございました。

回答No.2

noname#62864

基本的な考え方として、(1)陽イオンと陰イオンのバランスと(2)水のイオン積を考慮すればよいと思います。
すなわち、
[Cl-]+[OH-]=[H+]
[H+][OH-]=1.0x10^-14
から計算すればよいはずです。この時に、[Cl-]は2.0x10^-7 と考えます。

お礼

回答ありがとうございます。
その計算は
[Cl-]+[OH-]=[H+]
を
[OH-]=[H+]-[Cl-]
にして
[H+]-]（[H+]-[Cl-]）=1.0x10^-14
とするということでしょうか？

考えたのですが計算の解法がわかりません。
解法を詳しく教えていただけないでしょうか。
よろしくお願いします。