pHの求め方、

質問

ｐＨ＝log１／〔Ｈ＋〕＝－log〔Ｈ＋〕についてlogってなんなのか、０．１規定の塩酸１５０ｍｌと０．１規定の水酸化ナトリウム水溶液１００ｍｌを混合すると何故溶液２５０ｍｌの中に０．１規定の塩酸５０ｍｌが残ったことになるのか。何故ｐＨ１．７になるのか解りません。
数学は小学生並なのでどなたかわかりやすく教えてください。
宜しくお願いします。

回答No.5

destiner

誤解する事のないよう補足します。
水と言ったのは分かりやすいようにするためで、中和による塩（食塩）を含む中性水という意味合いが強いです。
ちなみに、ここでは食塩水（NaCl+水）になっています。（ここでは反応に関係しないので水と考えたほうが分かり易いでしょう）

酸＋塩基→水＋塩（中性物）

はお知りだと思います。

あとlogＡ＝Ｘは数式で表すと、
　　　　　　　　１０のＸ乗＝Ａ
　　　　　　　　　　　　　　　と言う関係のことです。
（だったらそう書いてよ！ですね）
またlog2など普通に求められないものは、その値が”示される”のが普通です。

理解しやすいようｐＨの求め方の大まかな流れを示したいと思います。
（モルを知らなければkg,tなどと同じように１種の量の単位と取り扱ってください）

(1)”1リトル”中に換算したときの
　　水溶液中の”水素イオンのモル濃度(mol/l)”を求めます。

（文中の0,1規定(mol/l)とは”1リットルあったら”そのなかに0.1の量（mol)が含まれると言う意味です、５０ｍｌならその５０/１０００）
規定＝mol/l　

(2)上で求めたモル濃度の値を”-logA”のAに代入して出てきた値がｐＨです。

問題文中ではモル濃度は0.1だった５０ｍｌのものが薄められ５倍の２５０ｍｌになったので、
濃度は”５分の１”になったとして０．０２（2×10マイナス2乗）mol/lと考えたほうが分かり易いかもしれません。

くどくて済みませんでした。
あとpikakoroさんは高校生とかでしょうか？
知っていることとか、背景が分ればもう少し説明しやすいのですが。

お礼

ご丁寧にありがとうございます。実は私、４０歳の会社員です。職業系の高校を、勉強もろくにしないで卒業し、甲種危険物取扱者の免許試験を受けようと受験勉強中なのですが、大卒程度の物理化学の知識が必要とのことで、化学についてさっぱり解らず困っているところです。logの計算なんてやったこと全くないのです。教本もある程度学力のある人向けみたいで回答解説を見ても計算の仕方等さっぱり解らないのです。
このこと以外にも解らないことが多く、表現できないので質問のしようがないところです。destinerさんのアドバイスを参考に頑張ってみます。

回答No.4

sanori

＃２で回答した者です。
すみません。最後の２行に誤記がありました。
０．０２と書くべきところを０．２と書いてしまっていました。

正しくは、

0.02は0.1と0.01の中間の数なので、
log0.02は、log0.1とlog0.01の中間の数、つまり、-1と-2の間の数になるはずです。
log0.02 = -1.7 ですから、つじつまが合いましたよね？

お礼

ありがとうございます。まずはそれぞれ１００ｍｌの塩酸と水酸化ナトリウム水溶液で２００ｍｌの水になるわけで、プラス塩酸５０ｍｌになるわけですね、もっと学習してみます。

回答No.3

destiner

n価の酸、塩基の考え方は知っていますか？
（ここでは一価の酸と塩基）
↑だいたいは化合物内のＨ、ＯＨの結合数を示します。

ｐＨとは１リットル中の水素イオン濃度を示します。
ここでのlogはその値が10の何乗であるかを示すものです。
例）log10=1 log100=2
詳しくは常用対数で調べてみてください。
水素イオン濃度は１０のマイナス１～１４乗と小さい値をとるために使います。（logなら分かりやすい値にできる）

モルという量を知っているとして計算を示します。
ここでは１価のもの同士の中和反応行なので、等量は反応して水を精製します。
水酸化ナトリウム水溶液に塩酸を加えていくとすれば１００ｍｌ加えたところで水になったと考えられます。（酸、塩基の性質が打ち消されたので）
ここでさらに50ｍｌの塩酸を加えるとそのなかのＨ＋は反応するものがなくて250mlのなかに残ると考えられます。これがＰＨを示す元になります。

まず水素イオンのモル濃度を求めます。（↑２００ｍｌの水にモル濃度0.1のものを加えるので変わるのが分かると思います）

（0.1×50/1000）×1000/250=
2×10のマイナス2乗(1/100とも示めせる）

あとはこれをｐＨになおします。
ここでは
logAB=logA+logB
logA/B=logA-logB
という法則を知らなくてはいけません。

ちなみに計算してみると（log2=0.3)
log2×10-2（累乗）=log2-2log10=0.3-2=-1.7
よって
ｐＨ＝－log[H+]=1.7

分かりにくかったらすみません””

お礼

ありがとうございます。２５０ｍｌ中に塩酸５０ｍｌになることは解りました。あとは努力して学習を進めてみます。

回答No.2

sanori

「０．１規定」とありますが、
「～規定」というのは、１リットル中のグラム数なので、
「混合すると何故溶液２５０ｍｌの中に０．１規定の塩酸５０ｍｌが残ったことになる」
とつじつまが合いません。
おそらく、「０．１規定」は、「０．１モル／リットル」の誤りだと思います。

さて、本題。

●logってなんなのか
log は、１の後ろに付くゼロの数です。
log100000 = 5
log10000 = 4
log1000 = 3
log100 = 2
log10 = 1
本来はここまでで終わりなのですが、
規則性に注目すると、
log1 = 0
log0.1 = -1
log0.01 = -2
log0.001 = -3
・・・とすることができます。

中性の場合、Ｈ＋の濃度とＯＨ－の濃度は、ともに、
0.0000001モル／リットル
です。
logをとれば、
log0.0000001 = -7 →　ｐＨ = -log0.0000001 ＝ ７　→中性

●０．１規定の塩酸１５０ｍｌと０．１規定の水酸化ナトリウム水溶液１００ｍｌを混合すると何故溶液２５０ｍｌの中に０．１規定の塩酸５０ｍｌが残ったことになるのか

ＨＣｌとＮａＯＨの、それぞれ１００ｍｌずつが"合体"によって相殺し、中性のＨＣｌになるようなイメージです。
ＮａＯＨは"全滅"し、ＨＣｌの５０ｍｌだけが残ります。

ＨＣｌの量が３分の１になり、体積が３分の５になり、つまりは濃度が５分の１になったので、本来は、
「０．０２mol/Lの塩酸になった」　（※）
とするのが正しいですが、
そのことを
「（２５０ｍｌ中に）０．１mol/Lの塩酸５０ｍｌが残った」
という表現にしているわけです。

●何故ｐＨ１．７になるのか解りません。
上述の「※」より、水素イオン濃度［Ｈ＋］は0.02mol/L です。
log0.02 = -1.7
よって、ｐＨは、
ｐＨ ＝ －log0.02 = 1.7

ずっと上の方に書いたとおり、
log0.1 = -1
log0.01 = -2

0.02は0.1と0.01の中間の数なので、
log0.2は、log0.1とlog0.01の中間の数、つまり、-1と-2の間の数になるはずです。
log0.2 = -1.7 ですから、つじつまが合いましたよね？

回答No.1

noname#69788

溶液の体積が増加していることに注意してください。

お礼

ありがとうございます。やってみます。