緩衝液

質問

0.1mol/Ｌの酢酸溶液10.0mlに0.1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液5.0mlを加えて緩衝液をつくった。このphを求めよ。Ka=2.7×10^-5mol/Ｌ
log10 2.7=0.43とする。
という問いがあります。

この溶液はどうして緩衝液とはんだんできるのですか？
化学式もわからず、全くわかりません。わかりやすく教えてください（ ; ; ）

回答No.3

gohtraw

お二方がすでに回答されていますので、かぶらない程度に。
酢酸を例にとると、その共役塩基は酢酸イオンです。酢酸の解離は
CH3COOH　⇔　CH3COO-　＋　H+
と表されます。実際には酢酸イオンだけを持ってきて溶かすことは
できないので、酢酸の塩を使います。この質問の場合、水酸化
ナトリウム溶液を加えているところが塩を作る操作です。

酢酸と酢酸イオンを含む溶液に（例えば）塩酸を加えた場合、ｐHは
下がろうとしますが、上記の平衡が左に動いてH+の増加を抑えようと
します（ｐHを下げまいとするともいえます）。

回答No.2

nious

酸とその共役塩基が存在する事は「緩衝溶液である為の必要条件」です、弱酸の酸解離指数をpKaとします。pKa＝－log(Ka)

溶液中の両者の濃度がある程度高く、溶液のpHについて pKa－1≦pH≦pKa＋1 程度である必要があります。‥(*)

問題では酢酸の半分が中和されて中和の直後には [CH3COOH]＝[CH3COO^-]＝1/30(M)
質量作用則から [H^+][CH3COO^-]/[CH3COOH]＝Ka

ここで平衡に達する迄の濃度変化が十分に無視出来、平衡状態に於いて [CH3COOH]≒[CH3COO^-]≒1/30 と見做せるならば近似的に [H^+]≒Ka、pH≒－log(Ka)＝pKa

濃度はどちらも約 1/30 であり pH≒pKa、(*)の条件を満たすから緩衝溶液と云えるでしょう。このように計算した結果から緩衝溶液と分かる訳であり問題を見ただけでは分かりません。

回答No.1

hue2011

化学式がわからないとおっしゃっているなら何を説明すればいいか苦しみます。

酸と共役な塩基を溶かした溶液を緩衝液と呼ぶ、というのは定義です。
なぜ判断できるかと訊かれると禅問答です。

緩衝作用をもつ理由は以下の通り。
酸がここに入ってきた場合、プラスのHイオンが入ってくることになる。
そこに塩基側のOHがあるからこれがやってきてH2Oにして中和するわけです。
アルカリがやってくると、酸側のHイオンががっぷり組み付きますからH2Oになって中和するわけです。

そのため、ここに酸やアルカリがはいってきてもpHはそれほど変更されないという仕組みです。

一般的には酢酸と酢酸ナトリウムで作るのが多いと思いますけど。