緩衝液のpHと濃度変化

質問

すいません、
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=1252144
の例題に関する質問です。バラバラに聞いてしまい申し訳ありません。

0.1mol/lのCH3COOH水溶液100mlに、0.01molのCH3COONaを加えた混合溶液に、0.1mol/lの塩酸1mlを加えたときのpHの変化についてです。
塩酸を加える前;pH=-log(2.8*10^{-5})-log(0.1/0.1)=4.6
塩酸を加えた後;pH=-log(2.8*10^{-5})-log((0.10+0.001)/(0.10-0.001))≒4.6
とのことなんですが、Δx=0.001というのはどうやって出すのでしょうか。平衡の移動による濃度変化なんですが、どれくらい移動するかということを、どのようにして算出するのでしょうか。
また、式にあてはめると第２項の分母の0.1は、s=0.01になるんですが、これは答えが間違っているのでしょうか。

回答No.1

shkwta · ベストアンサー

＞Δx=0.001

CH3COOH ⇔ CH3COO- ＋ H+
この平衡で、加えた塩酸中のH+はすべてこの反応を左に進めるのに使われると仮定した近似計算でしょう。100 mLの水溶液に　0.1 mol/Lの塩酸を 1 mL加えるから、加えたH+の濃度は
(0.1 mol/L × 0.001 L)/0.101 L ≒ 0.001 mol/L

＞式にあてはめると第２項の分母の0.1は、s=0.01

問題文に「0.01molのCH3COONaを加えた混合溶液」とあります。100 mLの酢酸水溶液に0.01 mol の酢酸ナトリウムを加えるので、酢酸ナトリウムの濃度は
0.01 mol / 0.1 L = 0.1 mol/L
となります。つまり、s=0.1 mol/L となります。

以下は、参考のための記述です。

※加えた塩酸中のH+はすべて消費される⇒[H+]は変わらない⇒pHは変わらない　となるので、この近似計算は答を勝手に先取りしています。これは論理的におかしいのですが、この場合緩衝液であるためにたまたま計算が合うのです（出題の意図がわからないので何ともいえませんが、本当はまずいような気がします。その意味では、質問者様が『どれくらい移動するかということを、どのようにして算出するのでしょうか』と疑問に感じられているのは当たっています）。緩衝液でない場合を含む一般の場合は、複雑になりますが化学平衡の式を用いて、連立方程式により計算しなければなりません。

お礼

sの計算は、前にも同じような誤りをして、ここで質問してしまったことがありました。恐縮です。

Δｘの計算は近似計算だったんですね。H+がすべて反応を左に進めるのに使われるのなら納得がいきます。こういった前提がなかなか思いつかないんですよね。