亜硫酸溶液中の各イオン濃度の求め方
- 0.5MのH2SO3溶液に存在する[H2SO3][HSO3^(-)][SO3^(2-)][H^(+)]の濃度を求める方法は、Ka1=[H^(+)][HSO3^(-)]/[H2SO3]という式を用います。
- 式を立てて濃度を代入すると、1.25*10^(-2)=x^(2)/(0.5-x)となり、x={-1+-√(65)}/160となります。
- 無理数を含むような答えは出ないと思われるため、解き方に間違いがある可能性があります。回答方法や参考になるサイトや文献を確認することをおすすめします。
- ベストアンサー
亜硫酸溶液中の各イオン濃度の求め方
0.5MのH2SO3溶液に存在する[H2SO3][HSO3^(-)][SO3^(2-)][H^(+)]の濃度を求めよ。H2SO3の第一電離定数は1.25*10^(-2)、第二電離定数は5.6*10^(-8)とする。 という問題で困っています。 最初に Ka1=[H^(+)][HSO3^(-)]/[H2SO3] と式を立ててみて [H^(+)]=[HSO3^(-)]=x として濃度を代入してみたら 1.25*10^(-2)=x^(2)/(0.5-x) x={-1+-√(65)}/160 となってしまいました。 入試の問題で無理数を含むような答えはでないと思い、私が解き方を間違えているのだろうと思います もし、ご理解されている方がいらしたらご回答をお願いしたいと思います。 ご面倒でしたら回答方法や参考になるサイトや文献を教えていただけるだけでも結構です。 お手数ですが、よろしくお願い致します。
- ka-you
- お礼率100% (1/1)
- 化学
- 回答数1
- ありがとう数1
- みんなの回答 （1）
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
- ベストアンサー
以下のような連立方程式になるはずです。 [HSO3^(-)]=ｘ [SO3^(2-)]=ｙ として Ｋa1=ｘ(ｘ+2ｙ)/(0.5-ｘ－ｙ) Ｋa2=ｙ(ｘ+2ｙ)/ｘ 二番目の式からｙがｘの函数として求まるのでそれを初めの式に代入し、途中でｙの階乗が出てきたら小さいので無視すればいいのだと思います。 でなかったら、両方の式を展開し、yの階乗(もしかしたらｘｙも)を無視して計算するのではないでしょうか。 自信全くなし。(恥) m(_ _)m
関連するQ&A
- 緩衝溶液の問題
現在、「緩衝溶液」の分野を勉強していますがわからない問題があります。これは大学受験用参考書に載っている問題です。どなたかおわかりになる方がいらっしゃれば教えていただきたいと思います。宜しくお願いいたします。 問題は 0.10mol/lの酢酸水溶液10mlに0.10mo/lの水酸化ナトリウム水溶液5.0mlを加えて、緩衝溶液をつくった。この溶液のphはいくらか。ただし酢酸の電離定数をKa=1.8*10^-5mol/l, log1,8=0.26とする。 です。 CH3C00H→CH3C00- + H+・・・（１） CH3COOH+NaOH→CH3C00Na+H20・・・（2） 解答は、 中和後残ったch3coohの濃度は0.033mol/l・・・（3） また、生じたCH3C00-の濃度は、 0.10*5.0/1000*1000/15=0.033mol/l. ・・・（４） CH3COOHの電離によって生じる[Ｈ+]をXとすると、平衡状態におけうモル濃度は次のようになる。 CH3C00H・・・0.033-X H+・・・X ＣＨ３Ｃ００-・・・0.033+X ここでXの値が小さいので、0.033-X=0.033, 0.033+X=0.033とみなすと、[X+]=Kaとなり、PH=4.7 となっていました。（３）はわかりましたが、（４）がわかりません。 生じたCH3C00-というのはどれをあらわすのでしょうか？（１）のもののみでしょうか？それとも、（２）のCH3C00Naも電離してCH3C00-を生じるのでしょうか？たとえそうだとしてもどうして（４）の式になるのかわかりません。 また酢酸の問題のときにはいつも電離度をαとおいて利用すると思うのですが、今回は使わないのは電離度はこの問題には必要ないということでしょうか？ 私の勉強不足なのですが質問する人がいないため、困っています。どなたかご存知の方がいらっしゃれば、教えていただきたいと思います。また説明不足の点があれば補足させていただきますので宜しくお願いいたします。
- 締切済み
- 化学
- 硝酸イオン、アンモニウムイオンの任意の濃度の溶液の作り方
イオンクロマトグラフで検量線を作るため、硝酸、アンモニアの試薬を用いて硝酸イオン(NO3-)、 アンモニウムイオン(NH4+)の任意の濃度の溶液を作りたいと思っています。 硝酸、アンモニアそれぞれ1～100mMのイオン溶液を作りたいと思っています。 硝酸、アンモニアをそれぞれ何モラー水に添加したら任意のイオン濃度の水溶液が作れますか？ ようするに任意の濃度の電離度が何%か求めることができれば求めることができると思います。 例えば水であれば ka=[H+][OH-]/[H2O]=15.74で[OH-]濃度がわかりたければ[H+]の濃度、 つまりpHをもとめることができれば電離度を求めることができます。 つまり、硝酸とアンモニアの1～100mMの濃度のpHの求め方を求めることが できれば電離度が求められると思います。 また、アンモニウムイオンを作るときには水中の炭酸イオンと中和してしまうとおもうのですが、それは考慮しなくてもいいのでしょうか？ よろしくお願いします。
- 締切済み
- 化学
- 高校化学（電離平衡、緩衝溶液について）
25℃において、濃度0.10mol/Lの酢酸水溶液、15mLに、濃度0.10mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液mLを加えた。得られた溶液のpHを小数点第一位まで求めよ。ただし、25℃における酢酸の電離定数Ka=1.5×10^(-5)mol/Lとする。（log2=0.3 log3=0.48) この問題で、 まず水酸化ナトリウムとの反応で残った酢酸イオンの物質量が1.0×10＾（-3）mol 生成した酢酸イオンの物質量が5.0×10＾（-4）mol であるというところまでは分かりました しかしこれを使って水素イオン濃度を出す方法がイマイチ納得できません 解説にはこれらの値を直接電離平衡定数の定義式（Ka=[H+][CH3COO-]/[CH3COOH])に代入して水素イオン濃度を計算していました。 なんでこのようにして良いのでしょうか？ [H+]=-log(√CKa)ではダメなのですか？
- ベストアンサー
- 化学
- 硫酸のｐH
０．０１Ｍ硫酸のｐHを求めよ。第１段イオン解離１００％、第２段イオン解離１×１０＾－２Ｍとする。この問題のことで質問です。まず、第１段階解離がH2SO4→HSO4^-+H^+であり、イオン解離が１００％であるから、[H2SO4]=0,[H^+]=0.01としました。第２段階解離がHSO4^-→SO4＾2-+H^+より、電離度αとして[HSO4^-]=C(1-α),[H^+]=[SO4^2-]=Cαとして電離度を求めて[H^+]を求め、第１段階解離と第２段階解離で生じた[H^+]を足して、ｐHを求めました。この解答では部分点しかありませんでした。どこが間違っているのでしょうか？ご指摘お願いします。
- ベストアンサー
- 化学
- 化学の濃度・電離・pH計算
以下の２問が解けません・・ （１） 0.15Mの生理食塩水（電離度1.00)と浸透圧が等しく,Cl^-の濃度が0.17Mである溶液300mlをCaCl2/2H2OとKClをもちいて作る時、それぞれ何g必要か求めよ。また無機塩類の電離度も1.00とする。 （２） 0.15Mの生理食塩水（電離度1.00)と浸透圧が等しい酢酸溶液のpHはいくらか？酢酸の電離度は0.04とする。また、この酢酸溶液100mlに0.1MのNaOHを585ml加えるとpHはいくつになるか答えよ。NaOHの電離度は1.00である。 (2)の酢酸溶液の電離度が0.04というのは[AcOH]=xMのとき電離させると [AcO^-]＝x*0.04M [H＾+]=x*0.04Mになるということなのでしょうか？ 0.15Mの生理食塩水（電離度1.00)と浸透圧が等しい酢酸溶液のモル濃度はどうやってもとめたらいいのでしょうか？ あと(2)は 【化学平衡式】 [AcO^-][H^+]/[AcOH]=0.04 （酸解離定数を電離定数の式で求めれるのでしょうか？？） 【物質収支】 [AcO^-]+[AcOH]=（100ｍｌ+585ml酢酸溶液のモル濃度）-(1) [Na^+]=0.1MのNaOHを100ml+585ml中でのモル濃度）-(2) 【イオン的中性式】 [AcO-]+[OH^-]=[Na^+]+[H^+] [OH^-]と[H^+]は[AcO-]と[Na^+]よりかなり少ないだろうと推定して [AcO-]+=[Na^+]（近似）-(3) (3)を(1)、(2)に代入して得れた式を化学平衡式に入れればpHはもとまりますか？？ (1)も電離の様子やもとめかたを詳しく教えてください。 おねがいします！！
- ベストアンサー
- 化学
- pHの計算についてアドバイスお願いします
pH=7.0の水と酢酸溶液(濃度は30.0w/v%)を混合してpH=4.5の酸性溶液をおよそ10リットル作成するための計算をしてみました。果たしてこの計算が正しいのかチェックをお願いいたします。なんとなく添加する酢酸溶液の量が少なすぎるような気がするのです。。。 ■pH=4.5となるためのモル濃度の計算 x[mol/l]の酢酸(CH3COOH)は CH3COOH ←→ H(+) + CH3COO(-) と解離し、その酸解離平衡定数Kaは1*10^-4.76である。 Ka = [H(+)][CH3COO(-)] / [CH3COOH] 電離度をαとすると、反応前のモル濃度はそれぞれ [CH3COOH] = x[mol/l], [H(+)] = 0[mol/l], [CH3COO(-)] = 0[mol/l] であり、反応後のモル濃度はそれぞれ [CH3COOH] = x(1-α)[mol/l], [H(+)] = xα[mol/l], [CH3COO(-)] = xα[mol/l] となる。この状態で平衡に達しているので、電離定数式に代入して 1*10^-4.76 = (xα)^2/x(1-α) となる。この式を近似して(1-α)=1とみなすと 1*10^-4.76 = (xα)^2/x = xα^2 となる。この式を解くとαは次のように求まる。 α = √(1*10^-4.76/x) すると[H(+)]は [H(+)] = x√(1*10^-4.76/x) となるので、 pH = -log[x√(1*10^-4.76/x)] である。この式を解いて pH=4.5 となるxを求めると、 x = 0.00005[mol/l] となった。 ■0.00005[mol/l]の酸性水を調合する計算 酢酸 CH3COOH の分子量は 12 + 1*3 + 12 + 16 + 16 + 1 = 60 であるので、 1[mol] = 60グラム である。0.00005[mol/l]の水溶液10リットルを作成するためには およそ0.0005[mol]の酢酸が必要なので、必要重量は 60 * 0.0005 = 0.03グラム である。 酢酸溶液の濃度は30.0w/v%。つまり100[ml]中30グラムの酢酸が含まれている。 したがって0.03グラムの酢酸を得るためには0.1[ml]の酢酸溶液が必要である。 ■結論 約10リットルの酸性水を作成するためには、pH=7.0の水10リットルと酢酸溶液0.1[ml]を混合すればよい。
- ベストアンサー
- 化学
- 極めて薄い酸の水素イオン濃度の求め方
２，００×１０⁻⁷mol/l の塩酸の水素イオン濃度を求めよ。 という問題で、解答では水の電離によって生じるＨ⁺のモル濃度をｘとして求めて、２，００×１０⁻⁷に足しています。 塩酸から生じるＨ⁺は２，００×１０⁻⁷mol/l とあるのですが、ここのところがわかりません。 ちなみにこのあと （２．００×１０⁻⁷＋ｘ）×x＝１．０×１０⁻¹⁴ x²＋２．００×１０⁻⁷xー１．０×１０⁻¹⁴＝０としてｘを求めています。 よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 化学
- 高校化学 濃硫酸と希硫酸について
硫酸は強酸ですが、濃硫酸は酸化性、希硫酸は強酸性と性質が異なりました 。 この強酸性というのは、単に水溶液中に水素イオンが多く溶けている(硫酸が 殆どH+とHSO4-の状態)で存在しているということでいいのでしょうか？ また、濃硫酸はイオン化傾向の小さな金属を溶かすことが出来ましたが希硫酸のように水素イオンが沢山溶けていると何が出来るでしょうか？ 中和滴定は希薄溶液で行うと思うのですが、電離定数は温度のみに依存し中和によって H+ + OH- →H2O 左に並行が傾くような気がするから 濃硫酸もだんだん電離するような気がするのですが不適切なのは何が関係してくるのでしょうか？水との混合により大量の熱が発生するからですか ？ 知識がごちゃごちゃになってしまい上手くまとめられません。回答宜しくお願いします。
- ベストアンサー
- 化学
お礼
ご回答ありがとうございます 調べてみたところKa1の値が大きいのでやはり二次方程式を解くのが一般的の方法のようです 只、私の方も自分で調べたので自信はありません 貴重なご意見本当にありがとうございました