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PKaとPHの関係について

PKaは、その物質がイオン型と分子型に解離するとき イオン型:分子型=1:1 になるpHだと言うことはわかったのですが、 pHを変化させた場合、分子型もしくはイオン型が何%の存在比になるのかがいまいちわかりません。 例えば安息香酸だったらPKa4,2だから、 pH4,2のときに50%のイオン型が存在するんですよね? そうすると、pHを上げた場合(例えば3,2)は イオン型と分子型は何%ずつになるのかがわかりません。 A- PKa=-log---- + pH AH という式を習ったのでこれを使って計算する方法で 教えていただけると助かるのですが・・・ よろしくお願いします。

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noname#62864
noname#62864

方法としては、やはりpKaの定義から考えていくのが正攻法でしょう。 しかし、pKaとpHの関係式(pKa=-log([A-]/[AH])+pH)がよく理解できているいうことであれば、そちらで説明します。 pKa=pHであれば、-log([A-]/[AH])=0 と言うことになりますので、これを計算すれば、[A-]=[AH]ということで問題ないですね。 仮に、pHを3.2にするのであれば、pKaとpHの関係式より、log([A-]/[AH])=-1 と言うことになりますので、[A-]×10=[AH] となります。 したがって、イオン型:分子型=1:10となり、約9%と91%と言うことになります。 たしかに、この例においては、この方法が計算は簡単ですね。しかし、一般的には溶液のpHがわからない状態での議論を行うことが多いですので、「正攻法」による解法も理解しておく必要があると思います。

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なるほどです。ありがとうございました。

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noname#160321
noname#160321

Kaの定義は以下の通り。ここで酸HAが解離してH+とA-になるとします。解離型A-の濃度[A-]、非解離型AHの濃度[AH]のとき Ka={[H+]*[A-]}/[AH] pKa=-logKa ですから、確かに[A-]=[AH]のときKa=[H+]、pH=pKaです。 pKa=4.2のときKa=10^(-4.2)ですから pH=3.2 つまり[H+]=10^(-3.2) のとき Ka={10^(-3.2)}[A-]/[AH]=10^(-4.2) [A-]/[AH]=10^(-1)=0.1 解離型9.1%、非解離型90.9%になります。 「結果の式」ではなく「定義」で覚えてください。

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早回答ありがとうございました。

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