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解離度について
loveoboの回答
rei00さんの呼び掛けに、「分析の専門家」でもないのに挑戦してみました。 クエン酸は3価の、リンゴ酸は2価のカルボン酸ですから、解離は多段階ですね。 #3のご回答は、それぞれ1段目のみで解析されていますが、それでいいのか 試したくなりました。クエン酸をH3C、リンゴ酸をH2Mと略記すると [H+] [H2C-]/[H3C] = 1.26 x 10^-3 mol/L(以下、単位略) [H+] [HC--]/[H2C-] = 4.57 x 10^-5 [H+] [C---]/[HC--] = 2.19 x 10^-6 [H+] [HM-]/[H2M] = 5.75 x 10^-4 [H+] [HM--]/[HM-] = 1.95 x 10^-5 [H+] [OH-] = 1.0 x 10^-14 [H+] = [H2C-] + 2 [HC--] + 3 [C---] + [HM-] + [M--] + [OH-] [H3C] + [H2C-] + [HC--] + [C---] = [クエン酸t] [H2C] + [HM-] + [M--] = [リンゴ酸t] 解離定数は化学便覧の値です。クエン酸とリンゴ酸の全濃度を既知とすると、 未知数9で式が9本。私にはとても解けないので、2つのパラメータ[H+]と[H3C] を用いて [H2C-] から芋づる式に各未知数を記述し、これら↑を試行錯誤で エクセルに代入して、所定の全濃度に収束する点を探しました。 あ、水の解離を省略すれば未知数と式がひとつ減りますね。 #3の式も、[H+]を振って求めた [クエン酸-]と[リンゴ酸-]の和が、元の[H+] に一致するように試行錯誤しました。[クエン酸t]=[リンゴ酸t]=1.0 x 10^-5 mol/L から [クエン酸t]=[リンゴ酸t]=1.0 mol/Lまでの10倍きざみで計算したところ、 多段階解離を考慮(力ずく) 全濃度の対数 - 5.0 - 4.0 - 3.0 - 2.0 -1.0 0 クエン酸解離度 99.1% 89.1% 57.3% 24.9% 8.8% 2.9% リンゴ酸解離度 96.9% 76.9% 37.4% 13.1% 4.2% 1.3% 溶液のpH 4.52 3.72 3.01 2.42 1.88 1.37 1段目だけを解析(rei00さん風) 全濃度の対数 - 5.0 - 4.0 - 3.0 - 2.0 -1.0 0 クエン酸解離度 98.5% 88.4% 57.0% 24.9% 8.8% 2.9% リンゴ酸解離度 96.7% 77.6% 37.8% 13.1% 4.2% 1.3% 溶液のpH 4.71 3.78 3.02 2.42 1.88 1.37 極端に希薄な溶液でない限り、多段階解離を考慮する必要はなさそう・・・ 2段目の解離定数が2桁近く小さいことで予想すべきでした。 数学の得意な方には笑われそう。検算する気も失せて自信なし。フ~
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