化学
高校生
解決済み

この問題で、緩衝液の定義は弱塩基とその塩、または弱酸とその塩だと思うのですが、酢酸と水酸化ナトリウムを混合すると、弱酸と強塩基なので、塩の加水分解の問題にならないんですか?

また、なぜ水素イオンの初めの濃度は0になるんですか?、水酸化ナトリウムの水酸化物イオンを考えずに、水素イオンの濃度だけでPHを決めてもいいんですか?

緩衝液 発展例題28 0.10mol/Lの酢酸水溶液10.0mLに0.10mol/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。この溶液のpH を小数第2位まで求めよ。 ただし、酢酸の 電離定数を Ka=2.7×10-5mol/L, logi02.7 = 0.43 とする。 考え方 緩衝液中でも,酢酸の電離平衡 が成り立つ。 混合水溶液中の酢 酸分子と酢酸イオンの濃度を求 め,電離平衡の量的関係を調べ ればよい。このとき,酢酸イオ ンのモル濃度は,中和で生じた ものと酢酸の電離で生じたもの との合計になる。これらの濃度 を次式へ代入して水素イオン濃 度を求め, pHを算出する。 [H+][CH3COO-] Ka= [CH3COOH] ① [CH3COOH] [CH3COO-] 発展例題29 溶解度積 [H+]= ×Ka XK₂ 2 学平衡と平衡移動 181 解答 残った CH3COOH のモル濃度は, 0.10 x 5.0 ・mol-0.10× 1000 (15.0/1000) L また,生じた CH3COONa のモル濃度は, 5.0 0.10 x mol 1000 10.0 1000 mol x 問題328 -=0.0333 mol/L H+ + CH3COO- O = 0.0333mol/L (15.0/1000) L 混合溶液中の[H+] を x [mol/L] とするとって近な CH3COOH 0.0333 はじめ 0.0333 [mol/L] 平衡時 0.0333-x 0.0333+x [mol/L] xの値は小さいので, 0.0333-x=0.0333, 0.0333+x= 0.0333 とみなすと, ②式から [H+]=K となるため, pH=-logio [H+] = -logio (2.7×10-5) = 4.57 8885 000 第1章 物質の変化と平

回答

✨ ベストアンサー ✨

酢酸と水酸化ナトリウムを混合すると、弱酸と強塩基なので、塩の加水分解の問題にならないんですか?との事ですが

等モル混合して中和しきれば酢酸ナトリウムのみの水溶液となり、酢酸イオンの加水分解が起こります。おっしゃる通りです。

が、今回は酢酸の物質量が水酸化ナトリウムの2倍あり、実際に中和後に水溶液に残るのは等モルの酢酸と酢酸ナトリウムです。
弱酸とその塩ですね。余談ですが弱酸とその塩が等モルという事なので緩衝作用は最も大きいです。

という事で、二つ目の質問の
なぜ水素イオンの初めの濃度は0になるんですか?、水酸化ナトリウムの水酸化物イオンを考えずに、水素イオンの濃度だけでPHを決めてもいいんですか?

との事ですが、水酸化物イオンは中和後に存在しません。
また酢酸ナトリウムは塩なので完全電離し、これにより酢酸イオンが水溶液中に大量に存在することになるので、ルシャトリエの原理より酢酸の電離平衡において、酢酸ナトリウムが減少する方向に平衡が偏るので、(酢酸ナトリウムが増加するのを妨げる方向に平衡が偏るとも言える)酢酸は電離せず、水素イオン濃度は0となります。

たなか

平衡が偏る。ではなく平衡が移動する。です。

ひまわり

とても分かりやすい説明ありがとうございます🙇‍♀️
ルシャトリエの原理により~水素イオン濃度がとなります、とありますが、平衡が移動するだけであって、水素イオンは少なくなるだけで、0にはならないと思ってしまいます、、
近似するということですか??

たなか

おっしゃる通り水素イオン濃度が厳密に0になるというのは水溶液中ではあり得ない話です。

ですが、計算を頑張れば酢酸の電離度(αの奴です)を求めることが出来て、かなり小さい値が出てきます。今回の問題では有効数字2桁なので、無視できるということです。緩衝液の問題ではここは前提となってくるので、受け入れるしかないですね。弱酸、弱塩基はその塩が同一溶液中に多量存在している時(自身と同じmol数程度)、共通イオン効果によって電離しずらくなります。元々弱酸、弱塩基は電離していない方が安定な物質ですから、、という所で勘弁してください、、、

例えるなら、日本の人口が1億3000万人なのを、自分が子供を産んだ時に1人増えたから、1億3000万1人とは言わないのと同じ感覚です、、、

ひまわり

なるほどです!よく分かりましたありがとうございます!!!

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