酢酸の電離度

質問

0.1M酢酸に0.1M水酸化ナトリウムを加えて、pH=4.7に調整した。このときの酢酸の電離度をもとめよ。酢酸のイオン解離定数を2×10^-5とする。この問題のことで質問です。これは、酢酸が最初1000mlあるとして、水酸化ナトリウムを100mlずつぐらい加えていき、各滴定段階のpHを求め、pH=4.7になったとき、[H^+]=Cαから電離度を求めればいいのでしょうか？もし、この問題を解くのに参考になるＷｅｂページがあれば教えてください。

回答No.5

c80s3xxx · ベストアンサー

[NaOH]=0 です．NaOH は強塩基とみなせるので，完全解離．

この条件に限っていえば，#3 にあるように，事実上計算不要で，2×10^-5 の log を取れば -4.7 であることから （log2=0.3 という近似を知っていれば暗算でできます），その瞬間に解離度が 50% ということはわかるのです．
しかし，これまでいろいろな酸解離平衡系についての質問を繰り返しているところをみると，#1 に挙げた本質的要素を見極める訓練が必要に思われます．
[NaOH] といった項が出てくるようではまだまだです．

勉強になることは間違いないので，連立方程式の中に滴定量 v を導入し，滴定量 v をいろいろと変えて [H+] あるいは pH がどうなるか計算してみてください．Excel とかをうまく使わないと労力は膨大になりますが．その結果をグラフにすれば滴定曲線を理論計算で求めたことになります．計算自体は先に [H+] を与えておいて，そうなる滴定量 v を求めるようにすれば，大幅に軽減されますので，それでもかまいません．

回答No.4

Ichitsubo

gori8063さんの式は非常に正しいのですが、
質問者さんが高校生であれば分からないかもしれません。
高校ではpKaの概念は出てきません。Kaは出てくるんですけどね。
pKaはpHと同様のものと考えてください。
　pKa＝-logKa
です。

この式を覚えておいてもよいのですが、高校生レベルでのアプローチをご紹介します。(結局同じ式に帰結されますが)

酢酸の電離定数Kaを求める式は定義より
　Ka＝[CH3COO^-][H^+]/[CH3COOH]
です。これを[H^+]について解くと
　[H^+]＝Ka[CH3COOH]/[CH3COO^-]
ところで、pHを求める近似より
　pH＝-log[H^+]＝-log(Ka[CH3COOH]/[CH3COO^-])
となります。あとは対数の公式を用いると
　pH＝-logKa+log([CH3COO^-]/[CH3COOH])
という式が出てきます。

　pKa＝-logKa
ですから、この式を導出することが出来ました。

回答No.3

gori8063

Henderson-Hasselbalch式。

pH = pKa + log([CH3-COO-] / [CH3COOH])

この問題ではモル濃度も溶液量も直接は関係ありません。

pH = 4.7
pKa = -log(2 x 10 -5乗） = 4.7　なのです。

従って、 4.7 = 4.7 + log([CH3-COO-] / [CH3COOH] )

要するに　log([CH3-COO-] / [CH3COOH] = 0　ということです。この式は、
[CH3-COO-] / [CH3-COOH] = 1　ということ。

こうなるには、 [CH3-COO-] = [CH3-COOH] となり、
電離度は50％です。

回答No.2

gori8063

答えだけ言うと50％電離。
非常に分かりやすいpKaから電離度を求める問題。

Henderson-Hasselbalch式そのものですな。

参考URL：

http://www.kiriya-chem.co.jp/q&a/q42.html

回答No.1

c80s3xxx

電離度の定義（この場合）
α＝[CH3COO-]/([CH3COOH]+[CH3COO-])
そこをはき違えないように．

この手の問題の基本は，物質収支，電気的中性条件，平衡定数をきちんと勘案するだけのこと．

補足

[H^+]+[Na^+]=[CH3COO^-]+[OH^-]
[CH3COOH]+[CH3COO^-]=0.1
[NaOH]+[Na^+]=0.1
2×10^-5=[CH3COO^-][H^+]/[CH3COOH]
α＝[CH3COO^-]/(CH3COOH]+[CH3COO^-])
これらの式を連立させて解けばいいのでしょうか？