pHの問題(緩衝液)

質問

こんにちは。
pH5.00の乳酸の緩衝液をつくるのに必要な乳酸と乳酸イオンの
比を計算せよ(なお、乳酸のpkaは3.86)という問題があるのですが、
これはpH(5.00)=3.86+log10[C3H5O3-]/[C3H6O3]という式を
使ったらいいんでしょうか？

pkaが3.86なので、pHを5.00にするには[C3H603]の割合を多くすれば
いいんではないかと考えたんですが、計算方法がイマイチ分かりません。
どなたか解説していただけないでしょうか…？
よろしくお願いします。

回答No.2

neta · ベストアンサー

かなり冗長な説明です。
「平衡前」の初濃度をそれぞれ、[C3H6O3]=a(M),[C3H5O3^-]=b(M) とします。
すると「平衡時」において pH=5.00 → [H^+]=10^(-5)M なので
水の電離によるH^+を無視すれば [H^+][C3H5O3^-]/[C3H6O3]=Ka から
C3H6O3がx(M)反応して平衡に達したとすると、
10^(-5)*(b+10^(-5))/(a-10^(-5))=Ka が成り立ちます。
ところで通常緩衝溶液は、その濃度が極めて薄い場合は、
緩衝作用が殆ど期待できないので、a,b＞＞10^(-5)M と見なす事が可能です。
よって、a-10^(-5)≒a、b+10^(-5)≒b と近似できるので上式は、
b*10^(-5)/a=Ka → b/a=10^5*Ka=10^(5-3.86)≒13.8 となります。

お礼

お礼が遅くなってしまって申し訳ありませんでした。
大変丁寧なご教授ありがとうございました。

回答No.1

kittenandcat

式の変形でわかると思いますが…。

pH=pka+log10[C3H5O3-]/[C3H6O3]

pH－pka=log10[C3H5O3-]/[C3H6O3]

１０＾（pH－pka）=[C3H5O3-]/[C3H6O3]

つまり、[C3H5O3-]　：　[C3H6O3]　＝　１０＾（pH－pka）　：　１
となります。

お礼

お礼が遅くなってしまって申し訳ありませんでした。
大変丁寧なご教授ありがとうございました。