ph2のクエン酸水をつくるには

質問

ph2のクエン酸水をつくるには、クエン酸１０ｇに対して水をどのくらい加えるとよいでしょうか。５００ｍｌでしょうか？

回答No.2

noname#231363 · ベストアンサー

ANo.1の回答者です。
自分の考え方と参考URLにおけるANo.1にある考え方の違いについて説明します。

式：cα×cα/c(1-α)=10^(-2.87)において、通常は1-α≒1と近似するのですが、参考URLにおけるANo.1にある考え方ではこの近似をしていません。

式：cα×cα/c(1-α)=10^(-2.87)を変形すると、
(cα)^2/10^(-2.87)=c-cα
c=(cα)^2/10^(-2.87)+cα
pH=2であるから、cα=[H+]=10^(-2) (mol/l)
これから、c={10^(-2)}^2/10^(-2.87)+10^(-2)={10^(-1.13)+10^(-2)}(mol/l)

クエン酸の分子量は192であるから、この{10^(-1.13)+10^(-2)}(mol) の質量は
192×{10^(-1.13)+10^(-2)} (g)
これから、クエン酸10(g)に加える水の体積は、クエン酸による体積変化を無視すると、
1000×10/[192×{10^(-1.13)+10^(-2)}]≒619(ml)

※pKa1の値が異なれば、それに合わせて計算してください。

お礼

重ね重ね、ありがとうございました。m(__)m
ベストアンサーにさせて戴きます。

回答No.1

noname#231363

クエン酸C6H8O7は3価の酸ですが、簡単に第1段階の電離だけを考えると、次の平衡状態になります。
C6H8O7 ⇔ (C6H7O7)- + H+

クエン酸の初期濃度をc(mol/l)とし、第1段階の電離度をαとすると、電離後の平衡状態における[C6H8O7]はc(1-α)(mol/l)、[(C6H7O7)-] はcα(mol/l)、[H+]はcα(mol/l)となり、pKa1=2.87（25℃：『理化学辞典』から引用）とすると、次の関係が成り立ちます。
cα×cα/c(1-α)=10^(-2.87)
1-α≒1と近似すると、cα=[H+]、[H+]^2/c=10^(-2.87)であるから、c=[H+]^2/10^(-2.87) (mol/l)
pH=2とするから、c={10^(-2)}^2/10^(-2.87)=10^(-1.13) (mol/l)

クエン酸C6H8O7の分子量は、12×6+1×8+16×7=192であるから、この10^(-1.13) (mol)の質量は192×10^(-1.13) (g)
これから、クエン酸10(g)に加える水の体積は、クエン酸による体積変化を無視すると、
1000×10/{192×10^(-1.13) }≒703(ml)

なお、下の参考URLの回答にあるクエン酸の初期濃度の考え方とは異なります。

参考URL：

https://soudan1.biglobe.ne.jp/qa6315776.html

お礼

703(ml)ですか。
複雑な計算をどうもありがとうございました。
＊すごいベストアンサー率ですね。( ^)o(^ )