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初歩的な公式の意味がわかりません
化学の勉強をしようと、化学と分析化学の参考書を買ってきて読んでいるのですが、分析化学のほうのまだ一番最初の濃度に関する章なのですが、電離定数などで、 [Ａ＋][Ｂ－] Ｋ＝－－－－－－ [ＡＢ] といった公式（というのかわかりませんが）が度々出てくるのですが、この意味が理解できません。 数学や物理の公式のイメージでいうと、 『Ｋ＝[Ａ＋]＊[Ｂ－] ／ [ＡＢ] なのでは？と考えてしまい、ＮａＣｌでいうと、Ｎａ＋とＣｌ－やＮａＣｌからＫが求められるのか？と、意味が理解できません。 どういう意味なのでしょうか？ もう１点あるのですが、イオン強度を求める例題で、 ＮａＣｌ 0.05mol/L，Ｋ２ＳＯ４ 0.1mol/Lの溶液のイオン強度は？との例題で、 μ＝1/2(0.05*1^2+0.05*1^2+0.2*1^2+0.1*2^2)＝0.35 となっていました。 Ｋ２ＳＯ４は0.1mol/Lなのに、0.2という数値が出てきているのもよくわかりません。 Ｋ２ＳＯ４ → ２Ｋ＋ ＋ ＳＯ４ ２－ という式が解説にあったのですが、２Ｋ＋なので、0.1＊２で0.2という数値がでてきたのでしょうか？ 他の方の質問からみれば、レベルのかなり低い質問ですが、よろしくお願いします。
- gongujyoudo
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- 化学
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質問者が選んだベストアンサー
こんばんは。 ［Ａ＋］というふうに［］の記号は、濃度を表すことはご存知ですよね？ では、本題。 ＞＞＞公式（というのかわかりませんが）が度々出てくるのですが、この意味が理解できません。 その公式には、ちゃんと意味があります。 それは、決して難しくなく、簡単に直感的に理解できるものです。 ［ＡＢ］をカップルの数だと思ってください。 ［Ａ＋］を女子の人数、［Ｂ－］を男子の人数だと思ってください。 一定期間に別れるカップルの数は、カップルの数に比例しますよね？ 当たり前のことです。 たとえば、カップルの数が２倍になれば、一定期間に別れるカップル数は２倍になります。 ですから、 ［ＡＢ］ → ［Ａ＋］＋［Ｂ－］ という「破局」の時間当たりの回数は、 破局の頻度 ∝ ［ＡＢ］ と表すことができます。 これを比例定数ａを使って表せば、 破局の頻度 ＝ ａ［ＡＢ］ です。 今度は、逆を考えます。 女子の人数がｍ倍になると、女子と男子が出会ってカップルができる頻度はｍ倍になります。 極端な例を挙げるとわかりやすいですが、 女子が１人しかいなくて男子が１０人の状況と、 女子が１人しかいなくて男子が１００人の状況とを比べたとき、 後者のほうが、出会いの確率が１０倍大きいですよね？ つまり、 カップル成立の頻度 ∝ ［Ａ＋］ です。 同様に、男子についても、 カップル成立の頻度 ∝ ［Ｂ－］ です。 上記２つを合わせて考えれば、 カップル成立の頻度 ∝ ［Ａ＋］［Ｂ－］ これを比例定数ｂを使って表せば、 カップル成立の頻度 ＝ ｂ［Ａ＋］［Ｂ－］ です。 カップル数や独り者の数に時間的変化がない状態（平衡状態）においては、 カップル成立の頻度 ＝ 破局の頻度 という式が成り立ちます。 （これも当たり前ですよね？） 破局の頻度 ＝ ａ［ＡＢ］ ＝ カップル成立の頻度 ＝ ｂ［Ａ＋］［Ｂ－］ ａ／ｂ ＝ ［Ａ＋］［Ｂ－］／［ＡＢ］ ここで、ａとｂは定数なので、Ｋ＝ａ／ｂ と、まとめてしまえば、 Ｋ ＝ ［Ａ＋］［Ｂ－］／［ＡＢ］ となります。 なんのことないっしょ？ もう一つのご質問文については、割愛。
その他の回答 (2)
既に細かい説明が出ていますが、 [Ａ＋][Ｂ－] Ｋ＝－－－－－－ [ＡＢ] は Ｋ＝[Ａ＋]＊[Ｂ－] ／ [ＡＢ] と同値です。 弱酸の解離などをお考え下さい。 塩化ナトリウムはほぼ完全に解離してしまうので、考えていると頭がおかしくなります。 イオン強度の方は、異種のイオンの濃度は別々に計算しますので、 [Ｎa+]=0.05mol/L、[Ｃl-]=0.05mol/L、[Ｋ+]=0.2mol/L、[ＳＯ4^2-]=0.1mol/L になります。
お礼
回答ありがとうございます。 ＞塩化ナトリウムはほぼ完全に解離してしまうので、考えていると頭がおかしくなります。 よく理解できていませんでしたが、またひとつ勉強になりました。 最初からこのような調子なので、今後もこのカテゴリーで質問すると思いますが、その時は（お時間があれば）回答をお願いします。
- tomosuke07
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>Ｋ＝[Ａ＋]＊[Ｂ－] ／ [ＡＢ] その考えであってますよ。これは公式なので深く考えなくていいです。 そうなんだ！！と割切って考えましょう。 >２Ｋ＋なので、0.1＊２で0.2という数値がでてきたのでしょうか？ その考えで正解です。カリウムイオンは２つあるので Ｋ２ＳＯ４でみれば１つの固まりですが、Ｋ＋でみれば２つ存在することになります。 by化学を卒業して7年になる者より
お礼
回答ありがとうございます。 ＞その考えであってますよ。これは公式なので深く考えなくていいです。 ＞そうなんだ！！と割切って考えましょう。 そう思って先に進もうと思いましたが、気になって仕方が無く、質問した次第です。 2つ目の質問も多分そうかなと考えていましたが、正しかったようで安心しました。 また今後も同様の質問をするかと思いますが、その時はよろしくお願いします。
お礼
回答ありがとうございます。 ＞［Ａ＋］というふうに［］の記号は、濃度を表すことはご存知ですよね？ それが抜けていました。 ただの文字同士を掛けたり割ったりして、なぜ数値が出てくるのかと不思議というか、意味がわからず困惑していました。 その後の詳しい回答で更に理解することが出来ました。 最初から躓いてしましましたので、今後も度々このカテゴリーで同様の質問をするかと思いますが、その時はまたお願いします。