高１ 化学基礎

質問

「0.25 mol/L の塩酸 HCl 20mlに、0.050 mol/L の水酸化ナトリウム NaOH 水溶液 20ml を
　加えてできた 40ml の水溶液のPHを求めよ。ただし、電離度は１とする。」の答えを
　教えてください。
　その答えになった過程を書いていただけると嬉しいです。
　よろしくおねがいします！

回答No.2

nious

「電荷収支」を遣う解法を記します。
これは中和に関与しない [Na^+]＝0.025、[Cl^-]＝0.125 を用いて、
「溶液は常に電気的に中性」という性質から、
電荷収支：[H^+]＋[Na^+]＝[Cl^-]＋[OH^-]
[H^+]＋0.025＝0.125＋[OH^-]
[H^+]ー0.10ー(Kw/[H^+])＝0
[H^+]^2ー0.10＊[H^+]ーKw＝0、(2次方程式)
[H^+]≒0.10
pH≒1.0

水の電離に因り生じる [H^+], [OH^-] が無視出来ないときに有効な解法です。

回答No.1

nious

HCl, NaOH の電離度は１。
各初濃度は、
[HCl]＝0.25＊20/40＝0.125
[NaOH]＝0.050＊20/40＝0.025
中和：HCl + NaOH → NaCl + H2O 直後の各濃度は、
[H^+]＝0.125ー0.025＝0.10
[Na^+]＝0.025
[Cl^-]＝0.125
[OH^-]＝0

(i) 溶液中の全ての化学種の活量係数を１とする場合：
水の電離に因り生じる H^+, OH^- を無視すれば、
pH＝ーlog([H^+])＝ーlog(0.10)＝1.0

(ii) 溶液中の全ての化学種の活量係数を考慮する場合：
水の電離に因り生じる H^+, OH^- を無視すれば、
イオン強度：μ≒(1/2)＊([Na^+]＋[H^+]＋[Cl^-])＝0.125
H^+ の水和イオンの直径を 9(オングストローム) トして、
活量係数：ーlog(γH^+)＝(0.509＊√μ)/(1＋3√μ)＝0.0873、(25℃)
pH＝ーlog(aH^+)、(pH の本来の定義, aH^+ は H^+ の活量)
＝ーlog([H^+])ーlog(γH^+)
＝ーlog(0.10)＋0.0873
＝1.09
＝1.1

※ デバイ・ヒュッケルの理論に基づく。