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分析化学の問題

1.0.05M H^2S溶液 (K1=1.00×10^-7;K2=1.3×10^-13)の水素イオン濃度、pHを求めよ。 H2S→(H+)+(HS-) HS-→(H+)+(S2-) K1・K2=([H+]^2[S2-])/[H2S] までは分かるのですが、ここからどういう風に解けばいいですか?

  • 化学
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noname#62864
noname#62864
回答No.3

No.1です。 c80s3xxxさん、補足有り難うございます。 補足して頂いたとおりですが、[H+]=[OH-]+[HS-]+[S2-]x2の式について、補足の追加が必要なようですので、回答致します。 水溶液は元々電気的に中性なはずです。したがって、水溶液中の陽イオンの電荷の合計と、陰イオンの電荷の合計が同じになるはずです。そうでなければ、電気的に中性になりません。 水溶液中の陽イオンはH+のみであり、陰イオンはOH-、HS-、S2-の3種があります。 この中のS2-だけが2価のイオンです。 したがって、電荷を考えるときにはそのことを考慮する必要があります。 すなわち、2価の陰イオン1個の電荷を中和するには1価の陽イオン2個が必要になるということであり、言い方を変えれば、「2価のイオンは1価のイオンの2倍の電荷を持つ」という意味でx2が付いています。 要するにこの式は陽イオンによる正電荷の合計と、陰イオンによる負電荷の合計のバランスを取るためのものです。

Pin999
質問者

お礼

詳しく回答ありがとうございました。よく分かって納得することができました。

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  • c80s3xxx
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回答No.2

> [H2S]+[HS-]+[S2-]=0.05 mol/l の式で[H+]をなぜ足さないのかが分かりません。 S の数を数えているからです.入れたSの数と,それが溶液の中でどのような形で存在しているか,という問題. > [H+]=[OH-]+[HS-]+[S2-]x2 の式で最後に×2されているのがよく分かりません。 これは電気的中性条件を示しています.陽イオンの総電荷数と陰イオンの総電荷数が一致するってことです.イオンの数じゃないですよ. たとえば Na2SO4 の水溶液を考えると,Na+ と SO4(2-) の濃度はどういう関係にありますか?

Pin999
質問者

補足

回答ありがとうございます。 [H+]=[OH-]+[HS-]+[S2-]x2 の式はイオンの数かと思っていたので、電荷の数といわれるとどうしてこういう式になるのか?という所から分からなくなりました。できれば詳しく説明お願いします。

noname#62864
noname#62864
回答No.1

基本的には、K1、K2を表す式と、 [H2S]+[HS-]+[S2-]=0.05 mol/lの関係と、 水のイオン積[H+][OH-]=10^-14と、 陽イオンと陰イオンのバランス、すなわち、 [H+]=[OH-]+[HS-]+[S2-]x2  の式を連立方程式として解くことになります。 ただし、正直に解くと膨大な計算が必要になります。 適当なところで、近似計算をするのがよいでしょう。 たとえば、H2Sは弱酸であり、K1、K2の値から考えても、 HS-→(H+)+(S2-) の解離は無視できるでしょう。 だとすれば、[S2-]=0と考えることができます。 これ以外にも、計算の過程で近似的に0と見なせる部分もあると思いますので、そのつもりで計算してみて下さい。

Pin999
質問者

補足

回答ありがとうございます。 初歩的なことだとは思うんですが、[H2S]+[HS-]+[S2-]=0.05 mol/l の式で[H+]をなぜ足さないのかが分かりません。 それと、[H+]=[OH-]+[HS-]+[S2-]x2 の式で最後に×2されているのがよく分かりません。 よろしくお願いします。

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