化学の問題が分かりません。よかったら教えてください！

質問

化学の問題が分かりません。よかったら教えてください！

１）pH=8.0の時、弱塩基（Ka=8.3*10^-9M）とその共役酸の濃度比を求めなさい。

２）同じ弱塩基の溶液で濃度が100mMの時、5mMのH3O+を加えたらpHの変化を求めなさい。
また、同じ弱塩基の全濃度が20mMになったらpHはいくらになるか求めなさい。

回答No.1

gohtraw · ベストアンサー

（１）この塩基をＢとすると、解離平衡の式は
　Ｂ　＋　Ｈ２Ｏ　⇔　ＢＨ＋　＋　ＯＨ－
で、解離定数は［ＢＨ＋］［ＯＨ－］／［Ｂ］
で与えられます。ｐＨ＝８ということは［Ｈ＋］＝１０＾－８　ｍｏｌ／Ｌ　ですから水のイオン積から［ＯＨ－］＝１０＾－６　ｍｏｌ／Ｌ　です。これを上の解離平衡の式に代入すればＢと、その共役酸であるＢＨ＋の濃度比が判ります。

（２）初めの濃度が１００ｍＭで、そこに５ｍＭのＨ３Ｏ＋を加えていくということでしょうか？塩酸のような強酸ならばほぼ完全に解離するので５ｍＭのＨＣｌを使えばいいのかな？元の塩基水溶液の体積をＶ、加えた５ｍＭＨＣｌの体積をｖとすると、塩基の濃度（正確には塩基とその共役酸の濃度の和）は
［Ｂ］＋［ＢＨ＋］＝１００Ｖ／（Ｖ＋ｖ)
塩化物イオンの濃度は
［Ｃｌ－］＝５ｖ／（Ｖ＋ｖ)
解離定数の定義より
［ＢＨ＋］［ＯＨ－］／［Ｂ］＝８．３＊１０＾－９
水のイオン積より
［Ｈ３Ｏ＋］［ＯＨ－］＝１０＾－１４
溶液全体として正負の電荷の数は等しいので
［ＢＨ＋］＋［Ｈ３Ｏ＋］＝［ＯＨ－］＋［Ｃｌ－］
これで未知数が５つ、式が５つですから連立方程式を解いて［Ｈ３Ｏ＋］＝　という形にし、ｖとＶの値を代入すればｐＨが求められます。