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問次の文章を読んで, 以下の問いに答えよ。なお, 物質Aのモル濃度 [mol/L] を [A] と表す。
右は 0.20 mol/L 酢酸水 50 mLに水酸
化ナトリウム水溶液を滴下していった
ときの pH の変化を示している。
(A)点は滴定前であり, 酢酸水を表
す。酢酸など弱酸は水溶液中で一部が
次のように電離している。
CCHs COOJCH]
CCH, CooHコ
(1)ア
pH
(1)イ
Cx2
(1)ウ
CH,COOH
(1)エ
0
25
50
Cx
ニ CH,COO-+ H+
この反応の電離定数 K。は, [CH.COOH],
[CH,COO-], [H*]を用いて,
NaOH 水溶液滴下量 [mL]
ka
(1)オ
C
0 0
ta=ca?
-Cd
fCd +Ca
K。=
ア
(式)
d-
Cd
(1)カ
で与えられる。
C((-d) Cd
CH3 COOT
酢酸濃度をC [mol/L], 酢酸分子の電離度をaとすると, K。はCとαを
(1)キ
用いて
緩値
K。=
イ
(式)
と表せる。Cの値が十分に高いとき, 電離度は十分に小さいので
(1)ク
1-a=
ウ
(数字)
CH3 Co0+ Ht
と近似でき,このとき
つCH3COOH
K。=
エ
(式)
となり,電離度aは
(1)ケ
g =
オ
(式)
CHls couH+ 6H-
で求められる。
つCH, Coo + H20
(B)点は中和点まで半分の量を滴下した点であり, 酢酸分子と
(化学式)がともに十分量存在し, 加えた酸や塩基による変化を
カ
(1)コ
和らげる
(語句)作用をもつ。 例えば,(B) の反応液に H*を加
Ca
キ
えると
(1)サ
Cs
ク
(式)
の変化が,一方 OH- を加えると
(1)シ
Caxka
Cs
ケ
(式)
の変化がおこる。
(B)点では, 水溶液中にカが十分量存在することで, (※)式の平衡
が大きく左にかたよる。混合溶液1L中に, 酢酸 C。 [mol] と酢酸ナトリウ
ムC,[mol] が溶解している場合, 平衡時には
[CH,COOH] =
(式)[mol/L]
(式)[mol/L]
コ
カ|]=
と近似できる。これによって, この溶液中の H* 濃度は, C., C., K。を用
いて表すと
サ
[H+] =
(式)[mol/L]
で与えられる。