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化学 高校生

132の問題です。 問の4の解き方が理解できません。 水素イオンは完全に反応するということですか?

82 A 第 132問 緩衝液のpH 水に強酸や強塩基を少量加えるだけで,pHは大きく変化する。例えば,25℃の純粋な 水のpHは 7.0 であるが,1.0Lの水に 1.0mol/Lの塩酸 1.0mL を加えるとpHは3.0と なる。また,1.0L の水に 1.0mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液10mLを加えるとpHは (ア)となる。 一方,弱酸とその塩の混合水溶液,あるいは弱塩基とその塩の混合水溶液は,その中に 酸または塩基が少量混入しても,pHの値がほぼ一定に保たれる作用 (緩衝作用)がある。 そのような水溶液を緩衝液とよび、一定に保ちたいpHの値に応じて (1) さまざまな緩衝液 を用いることができるが,ここでは酢酸と酢酸ナトリウムからなる緩衝液のはたらきにつ いて考えてみる。 加水分 トリウム 04000 HỌ 平定数を なすことができる 物です。 =(a)... ② 右辺の分 のイオンK を用 酢酸は水溶液中で,式 (1) の電離平衡にあり,その電離定数Kは式 (2) で表される。酢 酸は弱酸であり,K は 2.0 × 10 - 5 mol/Lと小さい。 CH3COOH CH3COO+H+ [CH3COO-] [H+] Ka= [CH3COOH] (!!) ......(1) 10 …………… (2) 式 (1) の電離平衡および式 (2) は酢酸水溶液に酢酸ナトリウムを加えた混合水溶液でも 成り立つ。 濃度 0.20mol/Lの酢酸水溶液100mLと, 0.10mol/Lの酢酸ナトリウム水 溶液100mLを混合した水溶液を作った。 この混合水溶液中では,酢酸ナトリウムはほぼ 完全に電離し,酢酸はほとんど電離していないと考えてよい。 この混合水溶液に酸を加え ると式 (3) の反応が進み, 加えた酸が酢酸イオンによって消費される。 逆に, 塩基を加え ると式(4) の反応が進み, 加えた塩基が酢酸によって消費される。 CH3COO + H+ CH3COOH CH3COOH + OH→ CH3COO + H2O ....... (3) .......(4) 加えた酸および塩基の量に比べて,溶液中にあらかじめ存在する酢酸イオンおよび酢酸 [CH3COO¯] [CH3COOH] の量が十分多い場合には として機能する。 4=(b) .. 1. Cmol/Lの酢酸ナ して平衡に達したと 0001は(c)mc ml/Lと近似できる。 うに表すことができる。 Ky=(d)... とりは共にKを表 [OH] なので、 一の変化、つまりpHの変化が小さくなるので緩衝液 れいて次のように表す 神の空(a) 20.070mol/L L). K.-10 まで求めよ。 * 問1 (ア)にあてはまる値を小数第1位まで示せ。 ただし,水酸化ナトリウム水溶液 を加えたときの溶液の体積変化は無視してよい。 問2 下線部(i) について,次の(a)~(d)に示す2成分を1:1の物質量の比で含む混合 水溶液のうち,緩衝液に分類できるものはどれか、全て選んで記号で答えよ。 (a) NH4CI/HCI (b) NazHPO4/NaH2PO4 (d) KCI/KOH (c)NaHCO3/H2CO3 問3 下線部 (ii) の水溶液のpHを小数第1位まで求めよ。 ただし, log2 = 0.48 とする。 = 0.30, log3

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化学 高校生

水素イオンが増えると、、、 教科書にはHCO3-と水素イオンが反応とあるのですが、ルシャトリエの原理では無いってことですか? 左の反応が盛んになるだと思いました!

2章 を描い <溶液 液で 生体内における緩衝作用・ 生体内の反応は、特定のpHで働く酵素などに大きく依 存しており、pHを一定に保つために、 いくつかの衝 作用が知られている。 血液中の緩衝作用 ヒトの血液(液体成分である血しょう)のpHは、約7.4 に保たれている。動脈血のpHがほんの少し酸性に傾くと、 状態になり、 反対に p11 がほんの少し塩基性に傾くと、 「けいれんなどを起こす。 したがって、血液のpHの変動を おさえるために、 いくつかの緩衝作用が知られている。 そ の一つである血液中の炭酸 HCO と炭酸水素イオン HCO の緩衝作用を示す。 HCO3H++HCO 生物 生体内では円やなどが、 一定の範囲内に保たれている。 血液中にHが増えると,上記のHCO が反応し, HCO が生成する。 H+ + HCO3- H2CO3 血液中に OH が増えると, H2CO3 が反応し, H2O と HCO が生成する。 H2CO3 + OH- → H2O + HCO3- HCO は、CO2とH2Oに分解し, 呼吸によって肺と腎臓から排出される。 過剰なHCOは最終的には腎臓から尿として排出される。 ●細胞内や尿中の緩衝作用 細胞内や尿中では,リン酸二水素イオン H2POとリン酸水素イオンHPO - による緩衝作用が働いている。 H2POH++ HPO.2- H-PO, は弱酸で,Na,HPO をその塩とみなすことができる。 H*が増えると, HPO2 + H+H2PO4- OH が増えると, H2PO4 + OH- → H2O + HPO2- この緩衝作用は,次の滴定曲線のpHの変化を見れば,明らかである。 0.1mol/Lのリン酸水溶液10mLを, 0.1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液で 物質の変化と平衡 4 化学平衡 pH4 Na3PO4 33 滴定したときの滴定曲線が右図である。 pH=7の付近では, 水酸化ナトリウ ム水溶液を加えても, pHはあまり変化 しない。 図では,約14mL 滴下したと ころで, pH = 7 であるが,さらに2 25 mL加えても, pH ≒ 7.5 になるだけで ある。 ちなみに, 純水24mL に 0.1 mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を 13 11 _Na2HPO4 9 NaH2PO4 7 5 H3PO4 3 0.01mL 加えただけでも, pH = 9.6 に まで変化してしまう。 1 0 10 14 20 30 滴下した 0.1mol/L NaOH水溶液 〔mL〕 181

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化学 高校生

3枚目の丸で囲んだ式がよく分かりません

化学 ウ 問3 次の文章中の空欄 ア 当なものを、後の①~⑥のうちから一つ選べ。 15 1に当てはまる数値の組合せとして最も 酢酸 CH3COOHと酢酸ナトリウム CH3COONa の混合水溶液を考える。 CH3COOHは1の弱酸であり, 水溶液中でその一部が次のように電離して 平衡状態となる。 CH3COOH CH3COO + H+ 式(1) の反応の電離定数は,次のように表される。 (1) (2) 12 009 Ch Ka= [CH3COO-] [H+]=2.7×105mol/L [CH3COOH] 一方, CH3COONa は,水溶液中で次のように完全に電離する。 CH3COONa CH3COO + Na+ (3) 式(3)の電離によって CH3COOが多量に生じるため,式(1)のCH3COOH の電 離は抑えられる。したがって,この水溶液の酢酸のモル濃度を Ca (mol/L) 酢 酸ナトリウムのモル濃度をCs (mol/L) とすると, 平衡状態での CH3COOH と CH3COOのモル濃度は,それぞれ次のように表される。 [CH3COOH]=Ca=20 [CH3COO]=Cs 0.20mol/Lの酢酸水溶液 1.0L と, 0.20mol/Lの酢酸ナトリウム水溶液 3.0L を混合して, 4.0Lの水溶液 Aを作成した。 平衡状態における水溶液 A中の CH3COOH と CH3COO のモル濃度は, それぞれ次のようになる。 -104- [CH3COOH]= ア |mol/L [CHCOO-]= イ |mol/L したがって, 水溶液 A中の水素イオンのモル濃度は [H+]= なる。 ①②③④⑤⑥ 0-00 ア イ ウ 0.050 0.15 9.0×10-6 0.050 0.15 8.1×10 -5 0.15 0.050 9.0×10-6 0.15 0.050 8.1×10 -5 0.20 0.20 2.7×10-5 0.20 0.20 5.4×10-5 -105- ウ 化学 mol/Lと

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