緩衝液に塩酸を加える問題です

質問

高２です。化学の予習をしています。
(3)　0.10mol/Lの酢酸水溶液100mLに酢酸ナトリウムを5.0×10－3mol溶かした溶液の水素イオン濃度はいくらか。ただし，溶液の体積は変化しないものとする。
　　答え　５．６×１０＾ー５　mol／L
の問題に続き
(4)　(3)でつくった溶液に1.0mol/Lの塩酸を0.10mL加えたときの水素イオン濃度はいくらか。
という問題があります。酢酸の電離定数は与えられています。
　　答え　５．７７×１０＾ー５　mol／L

解答は、酢酸のモル濃度をｃ、酢酸イオンのモル濃度をｃ’として
塩酸の電離による増減を調整し、ｃ／ｃ’×酢酸の電離定数　を使って求めています。

塩酸から出てくる水素イオンは、酢酸イオンが十分あるのですべて反応してしまいます。
よって、３）で求めた水素イオン濃度に１００／１０００をかけ、水素イオンの物質量と求め、それを体積１００．１／１０００で割って水素イオン濃度を求めると、答えが一致しません。

初歩的なことがわかってないのかと思いますが、よろしくお願いします。

回答No.1

noname#215361 · ベストアンサー

酢酸のモル濃度をｃ、酢酸イオンのモル濃度をｃ’とするので、体積は1Lに換算して考える

(3)
酢酸ナトリウムを酢酸水溶液1Lに5.0×10^（-3）×1000/100=0.05mol溶かしたことになる
酢酸ナトリウムは完全に電離し、酢酸は殆ど電離しないものとすると、
酢酸イオン濃度は0.05mol/L、酢酸濃度は0.10mol/L
よって、0.10/0.05×酢酸の電離定数=5.6×10^（-5）mol/L
これから、酢酸の電離定数=2.8×10^（-5）mol/L
逆に、酢酸の電離定数=2.8×10^（-5）mol/Lが分かっていれば、
答えは5.6×10^（-5）mol/L

(4)
(3)の水溶液に1.0mol/Lの塩酸を0.10mL加えるということは、
(3)の水溶液1Lに塩酸を1.0×0.10×10^（-3）×1000/100=1.0×10^（-3）mol加えることになる
（体積変化は無視）
この塩酸が完全に電離するものとすると、生じる水素イオンは全て酢酸イオンと反応して酢酸が生じるので、
残りの酢酸イオン濃度は0.05-1.0×10^（-3）=4.9×10^（-2）mol/L
また、この反応によって酢酸が1.0×10^（-3）mol生じる（増加する）ので、
酢酸濃度は0.10+1.0×10^（-3）=1.01×10^（-1）mol/L
よって、水素イオン濃度は、
1.01×10^（-1）/｛4.9×10^（-2）｝×2.8×10^（-5）≒5.77×10^（-5）mol/L

お礼

丁寧な解説ありがとうございました。
熱でウンウンうなっておりお礼が遅れ申しわけありません。
感謝です。