化学
高校生
解決済み

非常に小さくってみなせることはわかるんですが、それを判断する基準ってどこにありますか?あと今回は分子のxを小さいからと消してますが多くの場合、分母のαは消すのに分子のαを残すのはなんでですか?

THCO3H++CO32- Check 2段階の H2CO3 2H++CO32- JH2CO3H++HCO3- 電離定数 Ka 電離定数 Kal 電離定数 Kaz [H+] [CO32-] Ka= [H+] [HCO3-] Kazi [HCO3-] [H2CO3] Kal [H+][CO2-] =KalxKa [H2CO3] 343. 緩衝液 解答 一方,ここに加える 0.40mol/Lの酢酸水溶液 300mL中に含まれる酢酸 CHCOOH の物質量は, 実験2:4.52 実験 3:1.40 実験 4:4.18 実験 5:4.85 解説 実験2 実験1で中和した水溶液中には,酢酸ナトリウム CH3COONa が 0.10mol 生成している。 土台があまり ex) 最初にCH あるとき 0.40mol/Lx 300 1000 L=0.12mol 混合後, CH3COONa と CH3COOH が溶液 800mL(=0.800L)に含まれ るので,溶液中の酢酸ナトリウムのモル濃度 [CH3COONa]は, 0.10mol [CH3COONa]= 0.800L =0.125mol/L この,酢酸ナトリウムは完全に電離していると考えられるので, [CH3COO-]=0.125mol/Lである。 一方,溶液中の酢酸のモル濃度 [CH3COOH] は, [CH3COOH]= 0.12mol 0.800L =0.150mol/L 実験 4 C その結果 加えた したが 混合 [H+] した pH= 実験 で消 その mol なる し 人 ここで,混合溶液中の酢酸のモル濃度をc [mol/L], 酢酸イオンのモル 濃度を c' [mol/L], 平衡時の水素イオンのモル濃度を x[mol/L] とすると, 平衡状態における各成分のモル濃度は次のようになる。 CH3COOH CH3COO + H+ はじめ C 平衡時 c-x c' c'+x 0 [mol/L] x [mol/L] ここで,xはc, cに比べて非常に小さく, c-x=c, c'+x=c' とみな せるので,酢酸の電離定数は, [CH3COO-] [H+]_ (c'+x)x Ka= = -x [CH3COOH] C-x C ここへ,c=0.150mol/L, c'=0.125mol/L を代入すると, Loo ① 緩衝液中でも、 Ka= [CH COO 一定 [CHCO 0.150mol/L [H+]=x=Ka= が成り立つ。 0.125mol/L ×2.5×10 - 5 mol/L=3.0×105mol/L したがって, pH=-logio (3.0×10-5)=5-log103.0=5-0.48=4.52 実験 30.20mol/Lの塩酸水溶液 200mLを, 水800mLで希釈すると 溶液は 200mL+800mL=1000mL=1000Lになるので, 0.20mol/L×0.200L 1.000 L =4.0×10-2mol/L したがって pH=-logio (4.0×10-2)=-logio (2.02×10-2)=2-210g102.0=1.40 324 混 [H L

回答

✨ ベストアンサー ✨

非常に小さくってみなせることはわかるんですが、それを判断する基準ってどこにありますか?
>前回NH3の緩衝液で同じような回答しましたが、今回も同じです。酢酸の電離式では、左辺がほとんど右辺に進まないから、xは小さくなります。

あと今回は分子のxを小さいからと消してますが多くの場合、分母のαは消すのに分子のαを残すのはなんでですか?
>近似する場合、足し算割り算に限ります。
分子xを消去から、αの話になってますから、普通のcα^2/(1-α)の話にすり替わり、質問されているのかな?と判断します。

1-α≪1にできますが、cα^2のαは消せません。かけ算だから。
したがって、話を緩衝液の式に戻しますが、今回の緩衝液でc’x/cになっている式で、このxはかけ算ですから近似では消せないルールです🙇

ひー

分かりずらくてすみません。かけ算になっている時は消せないって言うことなんですね。
ちなみになんですが、この問題を電離度αを使ってとくとどうなりますか?実験2のところだけでいいのでお願いします。

αは緩衝液でないときで、今回はxです。
これを近似しないなら、c-x,c+x’はそのままとなり、近似しないなら、
Ka=(c+x’/c-x)xをxの二次方程式にして解くことになります🙇

ひー

α使えないってことですか?

確認ですが、使おうとしているαって何?
今回はxしか出てきませんが。

質問途中でαが出たから、少しさっき説明しましたが。

弱酸が単独ならαですが、緩衝液ですからαは無く、
電離はxになってますよ🙇

ひー

電離度です。解説では平衡時の水素イオン濃度をxと置いてますが酢酸の電離度をαとしたら求められないのかという質問だったんですけど。酢酸イオンが酢酸からできたものでは無いからxとおくということでしょうか?

ちなみになんですが、この問題を電離度αを使ってとくとどうなりますか?実験2のところだけでいいのでお願いします。
>問題文も無く解答のみで追加質問されてもどうかなと?ただ、実験2だけに限らず、αの話は緩衝液では出てこないから、解答のようにxで考えて下さい。

前回も今回の質問も、緩衝液と近似、電離度と加水分解の理解がまだよく理解されていないみたいです。

今回の酢酸、前回のアンモニアの緩衝液問題を復習されて下さい。前回と今回のこの問題は良い問題だと思います。多分セミナーかな。少し質問内容が混乱されている感じがします。最初の質問からαが出てきたから。緩衝液は分かりづらいから、すぐ理解するのは難しいですが、頑張って下さい🙇

酢酸イオンが酢酸からできたものでは無いからxとおくということでしょうか?
>緩衝液は単独ではないから、αでなく、モル濃度の変化c-x、c+xで考えます。したがって、単独の酢酸イオンに電離するcαとかは使わず±xで考えます🙇

酢酸イオンが酢酸からできたものでは無いからxとおくということでしょうか?
>酢酸イオンは緩衝液のため、反応式のすぐ下で最初c’ありますよね。
この時点で、酢酸の電離の酢酸イオンはほとんどないですが、酢酸ナトリウムから電離した酢酸イオンが完全電離でたくさんあるため、c’としています。この酢酸イオンはそれら二つの物質からできたイオンだから、酢酸だけが電離したαは使わないです🙇

ひー

問題文を載せるのを忘れていました。すみません。🙇‍♀️
電離度を使う解き方になれてしまっていたので今回xが使われていてなぜ使えないのかが分からなかったのですが、理由が分かりスッキリしました。ありがとうございました🙇‍♀️

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