aに当てはまる数値を答える問題です。

Chemistry

มัธยมปลาย

เคลียร์แล้ว

6 เดือนที่แล้ว

𓆩 (*´▽`*)✿𓆪

aに当てはまる数値を答える問題です。
マーカーを引いたところについて、a>0.22(塩化アンモニウムが1部未反応)を前提にしていると思うのですが、この前提が成り立つ理由を教えてください。

塩化アンモニウムをが未反応の場合、溶液は弱酸性になるのではないでしょうか？🙇‍♂️(アンモニウムイオンが加水分解されてオキソニウムイオンを生じる)

次のIIIの各問に答えよ。必要があれば以下の値を用いよ。気体定数 R=8.3×103 Pa・L/(K・mol) Ⅰ 次の文章を読み, 間ア~オに答えよ。濃度 9.0×10~2mol/Lの塩酸 2.0L に気体のアンモニアを圧力1.0×10 Paのもとで毎分 0.20L の速度で溶かした。アンモニアの導入を開始した時刻を t=0分とし t=40分にアンモニアの供給を止めた。 t=40分から濃度 1.0mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を毎分 10mLの速度で滴下し, t=80分に止めた。この水溶液に a molの塩化アンモニウムを溶解させたところ、水素イオン濃度は1.0×10mol/Lとなった。気体のアンモニアは理想気体とし, アンモニアと塩化アンモニウムはすべて水溶液に溶けるものとする。また, アンモニアの溶解による溶液の体積変化は無視できるものとし、すべての時刻において温度は27℃で一定であり, 平衡が成立しているものとする。アンモニアは水溶液中で以下のような電離平衡にある。 NH3 + H2O NH+OH この平衡における塩基の電離定数K。は, 子 [NH〟] [OH] Kb= -=1.8×10mol/L [NH3] で与えられる。

オt=80分に至るまでに加えられたHCI, NH 3, NaOH の物質量は HCI 1.8×10 'mol NH3 : 3.21×10 'mol 1.0×10×40 NaOH: =4.0×10 [mol] 1000 したがって, NaOH は HCI を中和したのちも 4.0×10 -1.8×10 '=2.2×10' [mol] が未反応で残存しているとみなすことができる。これにα [mol] のNHC1を加えると,エで示した緩衝作用としての反応 NH,Cl+NaOH— NaCl + NH3 + H2O によって, NHC1は4-2.2×10mol となり, NH3は3.21×10 +2.2×10 - =5.41×10 [mol] となる。ゆえに、このときの水溶液の体積が2.4Lであることを考慮して a-2.2×10-1 [*]=K.x- [NH*]_1.0×10-1 2.4 = X =1.0×10-9 [NH3] 1.8×10 -5 5.41 x 10-1 2.4 a=1.19 1.2 [mol] 化合物がどのような順序で加えられようが, 強酸と強塩基は優先的に中和反応し, 過剰な方が未反応となって残存すると考えればよい。しかも. 生成した塩 NaCl は加水分解を受けないからpH すなわち [H+] に影響を与えない。また. 上記の場合のように,ともに塩基である NaOH と NH が残存する場合にはそれ以上の反応は生じないが, 新たに NHCI が加えられることによって, 緩衝作用の反応が生じて, NH NH3 がともに存在する状態になり、そのそれぞれの濃度によって [H+] が決まることになる。

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まろん

6 เดือนที่แล้ว

問題文では、最終的な水素イオン濃度が
[H⁺]=1.0×10⁻⁹mol/L
すなわち pH=9.0 と規定されています。

pH=9.0 は、弱塩基性です。

もし NaOHが過剰に残る (a＜0.22mol) なら、溶液は強い塩基性（pH≈12～14）になるはずです。

したがって、最終的なpH=9.0という条件を満たすためには、NaOH が完全に消費され、弱塩基NH₃とその共役酸NH₄Clが共存する緩衝液 (a>0.22 mol) になっている必要があるため、a＜0.22molのケースは除外されます。

確かにNH₄Clのみが水に溶けている場合、溶液は弱酸性になります。
これは、NH₄⁺が加水分解してH₃O⁺を生じるためです。

しかし、この問題の最終的な水溶液が弱酸性にならないのは、NH₄ClとNH₃がだいたい同じくらい(両者の差が10倍以内）のモル数で共存しているからです。
もし、NH₄ClがNH₃より1万倍多ければ、それはさすがにｐHが酸性側にずれますが、これではもはや緩衝液ではありません。
緩衝液というテーマで問題を作成しているのなら、NH₄ClとNH₃のモル数はだいたい同じくらいだろうなと予想できるわけです。
緩衝液が酸性になるのか、塩基性になるのかという判断は、電離定数から計算するとわかる(ヘンダーソン-ハッセルバルヒの式)のですが、高校レベルでは扱わないので、そんなに気にしなくてよいと思います。