化学
高校生
解決済み

実験2のphを求める問題ですが、酢酸のモル濃度が0,150mol/lと求められた時点で,〔H+〕=√cKaで求めていけないのはどうしてでしょうか

おける炭酸の 思考 343. 緩衝液次の実験1~5について,下の問いに答えよ。 実験1 濃度 0.20mol/Lの酢酸水溶液 500mL を水酸化ナトリウムで中和した。 実験 2 実験1で中和した水溶液に0.40mol/Lの酢酸水溶液 300mLを混合して緩 液800mLを調製した。 実験 濃度 0.20mol/Lの塩酸200mLを,水800mLで希釈した。 実験Í 濃度 0.20mol/Lの塩酸 200mLを,実験2の緩衝液 800mLと混合した。 実験 濃度 0.20mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液 200mL を, 実験2の緩衝液800mL と混合した。 $50 No 0 (問)実験2~実験5で得られた水溶液のpHを,それぞれ小数第2位まで求めよ。 た だし、水のイオン積Kwを1.0×10-14 (mol/L)2,酢酸の電離定数K を2.5×10 - mol/L とする。また,酢酸の電離度は1よりも十分小さく, 溶解や混合による体積の 変化は無視する。必要に応じて, log102=0.30,10g103=0.48, log107=0.85 を用いよ。 思考論述グラフ (20 首都大学東京)
E (HA) Check 2段階の電離 H2CO3 2H++CO32- 電離定数 Ka [H2CO3H++HCO3- [HCO3H++CO32- [H+] [HCO3-] 電離定数 Kal 電離定数 Ka2 [+] [CO♂2-] Ka= [+][CO-] Ka2= [HCO3-] Kal [H2CO3] [H2CO3] =Kaxka 343. 緩衝液 加えた塩酸に 実験 4 CH3COO- +H その結果, CH3COO 加えた0.20mol/L塩 0.20mol/Lx したがって,反応後 CH3COO: CH3COOH : pH=-log103.0 実験5 加えた水 で消費される。 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 CH3COOH の物質量は, 解答 実験2:452 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。 混合溶液の体積は1 [H+]=2K.=0.7 0.0 0.40mol/L× 300 1000 -L=0.12mol [4] =mol濃度価数 したがって, 2.0 0.10mol [CH3COONa]= 混合後, CH3COONa と CH3COOH が溶液 800mL (=0.800L) に含まれ あるので,溶液中の酢酸ナトリウムのモル濃度 [CH3COONa]は, =9,150x1じゃだめ? 0.800L =0.125mol/L [CH3COOH] = 0.12mol 一方,溶液中の酢酸のモル濃度 [CH3COOH] は, 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。 CHiCooka →CHscoot 0.800L =0.150mol/L 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cc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, (C'+x)x= c' c-x C ここへ, c=0.150mol/L, '=0.125mol/L を代入すると 1緩衝液中でも、 [CH3COO-] [H Ka= [CH COOH) 一定 [CH3COO-][+] Ka= [CH3COOH] [H+]=x=K₁ = 20.150mol/L が成り立つ。 0.125mol/L ×2.5×10 - 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=1.000Lになるので 0.20 mol/LX0.200 L 1.000 L =4.0×10-2mol/L したがって, pH=-logio (4.0×10-2)=-logio (2.02×10-2)=2-2log102.0 1.40 234 CH3COOH その結果, CH3C mol/L 水酸化ナト なる。 0.20mol/L したがって, 反応 CH3COO- CH3COOH 混合溶液の体積は [H+]=K= したがって, pH=-Ic Check 少量の強酸や 一定に保たれ clmol/L] 344 中和 なっており, 解説(1) [mol/L]の 度は、次のよ CH はじめ 平衡時

回答

✨ ベストアンサー ✨

溶液が緩衝液になっているから🙇

根性

なるほど!あと実験4で水素イオンのmolを求めるときに、赤で囲ったところのようにできないのはなぜなのでしょうか、単純に実験2と4の水素イオンのmolを足して全体の体積で割れば出せると思ったのですが、、、

0.04に2.4❌10^-5を足しても、近似で2.4❌10^-5は消えるから不要🙇

根性

でもそうだったら〔H +〕=0.04➗800/1000 になると思ったのですが、なぜそうならないのでしょうか、阿保ですいません

200と800で1Lです。

追加分のHClmol計算し、0.04molを増やすか減らすか。
模範解答で確認されて下さい🙇

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