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弱二塩基酸溶液のpH計算について

学校の宿題で以下の問題が出されました 弱二塩基酸であるH2Aの水溶液(濃度CA=10^-3.0M)のpHを計算により求めなさい。 なお酸解離定数はK1=10^-6.0、K2=10^-10.0とする。 pH計算に必要な式は要領よくまとめて記すこと。 また、仮定を入れて簡略化した場合は必ず仮定条件を示し、結果は有効数字2桁まで求めること。 何回読んでも意味が理解できず解けないので解説しながら教えていただけませんか?

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  • nious
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K1>>K2 だから、とりあえず第二解離を無視してみましょう。 H2A ⇔ H^+ + HA^- 更に水の解離により生じる[H^+]を無視すれば、 [H^+]≒[HA^-] と見做せるから、「H2A」の解離により生じる[H^+]=x と置くと、 [H^+][HA^-]/[H2A]≒[H^+]^2/[H2A]=x^2/(CA‐x)≒x^2/CA=K1 x≒√(CA・K1)=10^(-4.5)<<CA、(約3%だからこの近似は妥当とした。) また、(水の解離により生じる[H^+])=(溶液の[OH^-])=Kw/x=3・10^(-10)<<x 第二解離の解離度=[A^2-]/([HA^-]+[A^2-])=K2/([H^+]+K2)=3・10^(-6)<<1 従って、全ての近似が妥当と考えられるので pH≒4.5 になると思います。

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質問者からのお礼

丁寧な解説ありがとうございました よくわかりました

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noname#160321
noname#160321

#1です。 (3)からも[A^-2]を無視しても良いのだと思います。

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  • 回答No.1
noname#160321
noname#160321

式で表わすと、 K1=[H^+][HA^-]/[H2A] … (1) K2=[H^+][A^2-]/[HA^-] … (2) [H2A]+[HA^-]+[A^2-]=CA …(3) 2[A^2-]+[HA^-]+[OH^-]=[H^+] … (4) [OH^-][H^+]=10^-14 … (5) なお(5)の次元は略しました。 連立方程式を解きます。 このままでは数値計算ソフトが無いと解けないので、どれか一番小さい値を和算から除外します。 多分(4)から2[A^2-]を無視するのでしょう。

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質問者からのお礼

ありがとうございます 無視した後の式ってどうなりますか?

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