思考
342.炭酸の電離二酸化炭素は水に溶解し、炭酸H2CO3となって電離する。この電離
では,次の2段階の電離平衡が成立している。 水の電離による水素イオン濃度は無視で
きるものとして,下の各問いに答えよ。
H2CO3
H++HCO3-
HCO3-1
H++CO3?-
電離定数 Kaj=4.5×10-7 mol/L8・・・・・・
…………①
電離定数 Ka2=9.0×10-12mol/L······ ②
(1) この電離平衡において, 水溶液中の炭酸イオン COのモル濃度 [CO32-]を, 電
離定数 Kal, Ka2, 炭酸のモル濃度 [H2CO3], 水素イオン濃度 [H+] を用いて表せ。
(2) ある温度において, 炭酸 H2CO3 の濃度が2.0×10mol/Lの水溶液を調製した。
この水溶液のpHを小数第1位まで求めよ。 ただし, 上式 ①における炭酸の電離度は
1よりも非常に小さいものとする。 また, Ka2 は Ka に比べて非常に小さく,上式 ②
で表される電離は無視できる。 必要ならば, 10g103=0.48を用いよ。
(3)(2)と同じ温度で, 炭酸 H2CO3 の濃度が2.0×10 - 「mol/Lの水溶液を調製した。 こ
の水溶液の水素イオン濃度を有効数字2桁で求めよ。 ただし、この場合は,上式① に
おける炭酸の電離度が1よりも非常に小さいとは仮定できない。
( 岡山大 改 )