地球環境化学夏休み宿題解答ー1電離度と電離定数.pdfVIP

○電離度と電離定数 問１　1.0mol/Lの酢酸の電離度は0.0040（0.40％）である。この酢酸水溶液の電離定数ＫaとpHを求めよ。 　　［Ｈ+］＝1.0×0.0040　　　pH＝－log(4.0×10-3)　　　　Ka＝(4.0×10-3)2／(1－4.0×10-3) 　　　　　 ＝4.0×10-3mol/L 　　　＝3－2log2　　　　　　　　　＝1.6×10-5 　　　　　　　　　　　　　　　　 ＝2.4 問２　0.10mol/LのNH3水の電離度は0.014（1.4％）である。このNH3水の電離定数KbとpHを求めよ。 　　［OH-］＝0.1×0.014　　　pOH＝－log(1.4×10-3)　　　Ｋb＝(1.4×10-3)2／(0.1－1.4×10-3) 　　　　　　＝1.4×10-3mol/L　　　＝4-log7-log2　　　　　　　＝1.98×10-5 　　　　　　　　　　　　　　　　　 ＝2.85　　　　　　　　　　 ≒2.0×10-5 　　　　　　　　　　　　　　　 pH＝14-2.85≒11.2　 問３　010mol/Lのギ酸（HCOOH）の電離定数は、25℃において1.0×10-9である。このギ酸水溶液の水素イオ 　　ン濃度と電離度を求めよ。 　　1.0×10-9＝0.10α2　　　　　　［Ｈ+］＝0.10×1.0×10-4 　　　　　 α＝1.0×10-4　　　　　　　　　　　＝1.0×10-5mol/L 問４　0.20mol/LのNH3水の電離定数は、25℃において1.0×10-5である。このNH3水中の水酸化物イオン濃度 　　と電離度を求めよ。 　　1.0×10-5＝0.20α2　　　　　　　［OH-］＝0.20×7.07×10-3 　　　　　 α＝7.1×10-3　　　　　　　　　　 ＝1.4×10-3mol/L 問５　あるシアン化水素酸（HCN）の電離度が0.010（1.0％）であった。このシアン化水素酸の濃度は何　　 　　[mol/L]であるか。ただし、電離定数を7.0×10-10とする。 　　7.0×10-10＝Ｃ×(0.010)2　　　　　　 　　　　　 Ｃ＝7.0×10-6mol/L　　 ○ 塩水溶液のpH 問６　0.20mol/Lの硫酸水素ナトリウム（NaＨSO4）水溶液液のpHを求めよ。ただし、硫酸水素イオンの電離定 　　数を5.6×10-8とする。 　　NaＨSO4→ Na+ + HSO4-　　HSO4- ? Ｈ+ + SO42- 　　5.6×10-8＝0.20α2　　　　　　　［Ｈ+］＝0.20×5.29×10-4　　　　pH＝－log(1.06×10-4) 　　　　　 α＝5.29×10-4　　　　　　　　　＝1.06×10-4　　　　　　　　　　＝4.0 地球環境化学夏休み宿題解答ー1 問７　次の文章中の（　）内に適当な化学式?文字式?数値を入れて文章を完成せよ。 　　0.010mol／Ｌ-酢酸ナトリウム水溶液の加水分解度ｈ、加水分解定数Ｋh、pHを求める。酢酸ナトリウムは　 電解質なので次のような電離反応式で各イオン種に電離する。 　　　　　CH3COONa　→　（　CH3COO-　）＋（　Na+　） 　　酢酸イオンは、酢酸が弱酸であるので、つぎのような加水分解反応により、水から水素イオンを受　け取り 酢酸になる。 　　　　（　CH3COO-　）＋Ｈ2O　?　（　CH3COOH　）＋（　　OH-　　） 　この反応式から加水分解定数Ｋhを各化学種の濃度で示すと、（ただし、水は多量にあるので水の濃　度は一定 と考えられ無視できる） 　　　　Ｋh＝（　[CH3COOH][OH-]／[CH3COO-]　　　　　　） 　　分母?分子に（　［Ｈ+］　）をかけると、 　　　　Ｋh＝（　[CH3COOH][OH-][Ｈ+]／[CH3COO-][Ｈ+]　） 　　これを整理し、酸の電離定数Ｋaと水のイオン積Ｋwを示す式を比較すると、ＫhはＫaとＫwから、 　　　　Ｋh＝（　（[CH3COOH]／[CH3COO-][Ｈ+]）×[OH-][Ｈ+]　　）．．．．．① 　という関係式が得られるので、ＫaとＫwから加水分解定数Ｋh＝（　Ｋw／Ｋa　）になる。　 　　次に、0.01mol/L-酢酸ナトリウム水溶液のイオン種の濃度を考える。加水分解度をｈとすると、 　　　　　（　CH3COO-　）＋Ｈ2O　?　（　CH3COOH　）＋（　　OH-　　） 　　　　初め　0.01mol／Ｌ　　　　　　　　　　　 0　　　　　　　　　0 　　加水分解（　-0.01ｈ 　）　　　　　　　（　　0.01ｈ　　）　（　　0.01ｈ　　） 　 電離平衡（　0.01(1-ｈ)　）　　　　　　（　　0.01ｈ　　）