受験基礎化学 21.水素イオン濃度とpH

   ※  ○○ をクリックして解説動画へ!

 

pH

 

pH = 水素イオン指数

   pH = −log[H

        H(水素イオン)の濃度

 

pH(ピーエイチ)は水素イオン指数といって、[H](水素イオン濃度)の大きさを表す指標だ。

定義的にはpH=-log[H]であるが、そこまで難しく考えなくても水素イオン濃度の10の○乗の○の部分の符号を変えた値と考えればいいよ。

例えば、0.001mol/Lは10−3mol/Lで表すことができる。

で、10の肩の数字を読む。

その肩の数字を使ってpH3という風に表す。

[H]が小さくなるに連れて、0.0000…という風に小数点以下のケタが多くなる。

だから、10のマイナス○乗の○の数値が大きくなっていく。

[H](つまり酸の濃度)が小さくなるほど、pHは大きくなる。

試験では、「酸の濃度の大きい順に並べよ。」という問題と「pHの値の大きい順に並べよ。」という2種類の問題が混在しているので、注意して解こう。

 

 

水のイオン積

希薄な水溶液中では必ずイオン積を保っている(温度一定の条件において)。

 

   [H]・[OH] = kw

kw イオン積といい、

25℃のときは1×1014(mol/L)2 である。

 

Kp.117-1

 

[H]= 0.1mol/L

  pH = −log10−1

  pH = 1

 

水溶液ってのは必ず[H]と[OH]をかけると10ー14になる(25℃の値)。

これを水のイオン積という。

これを知っているとものすごく便利で、例えばNaOHの濃度が0.01mol/Lだったとする。

つまり10−2だったとする。

[H]と[OH]をかけると10ー14だから、[H]×[10−2]=10ー14が成り立つはずである。

つまり[H]は10−12になる。

したがってpH12とい考えることができる。

 

ニューグローバル問題83

  (「電離度」はこちら)

 

pHのイメージ

 

Kp.118-1

 

 

pHの数字が小さければ小さいほど、酸性が強く、大きければ大きいほど塩基性が強い。

ちなみに中性は7だ。

酸も塩基もどちらも同じ濃度で1×10−7mol/Lあるという状態だ。

例えば、pHが0だと、Hの濃度が1mol/Lになる。

1L中に1molの酸が溶けてる水溶液っていうと、相当怖いよ。

もしも誤ってそんな液をかけられたら、100mを10秒のスピードで水道にダッシュして、ガンガン水をかけて洗っちゃうね。

ガチで。

じゃないと、皮膚が侵されてしまう。

仮にpHが1ならどうだろう…うーん。

大体100メートル15秒くらいのダッシュでいいかもしれない…

pHが2なら…早歩き?

ってかそろそろやめていい?

不毛な会話。

 

つまりだ。

pHが1ずつ変われば濃度が10分の1ずつ薄くなっていくってことだ。

pH1を10倍に薄めたらpHが2、それを10倍に薄めたらpH3…でpH7までいったらゴールだ。

pH7を10倍に薄めても絶対に8にはならないから注意してね。

だって、醤油をどんどん薄めていったら最後は水になるでしょ?

水を薄めてもソースにはならないよね。

塩基も同じ。

1mol/LのNaOHのpHは14だ。

これを10倍ずつに薄めていったら、14、13、12…と減っていき、最後は7になる。

 

弱酸、弱塩基は電離度を考えないといけないから気をつけてね。

例えば、0.1 mol/Lの酢酸があったとしても、電離が0.01だとすると(つまり1%しか電離していないとすると)、実際に存在している[H]は0.1×0.01で0.001 mol/Lしかないからね。

pHは水素イオン濃度指数なんだから、水素イオンの濃度こそが重要なんだよ。

ちなみに上の酢酸水溶液はpH3になるよね。

オッケー?

 

 

Kp.120-1

pH の計算(酸性の場合)

 

】 0.001mol/LのHCl のpH は?

 

小数点以下の数を数える。

Kp.120-2

 

】0.00005mol/LのH2SO4 のpH は?

 

Kp.120-3

 

】0.1mol/LのHCl を1000 倍に薄めたときのpH は?

 

Kp.120-4

 

】0.0001mol/LのHCl を10000 倍に薄めたときのpH は?

 

Kp.120-5

 

】0.1 mol/LのCH3COOH で、電離度0.01 の場合のpH は?

 

Kp.121-1

 

 

pH の計算(塩基性の場合)

 

】0.01mol/LのNaOH のpH は?

 

1の位の数から数える。(14から減らしていく)

Kp121-2

 

 

】0.01 mol/LのNH4OH で電離度α = 0.01 の場合のpH は?

 

Kp.121-3

 

】0.0001 mol/LのNaOH を100000 倍に薄めたときのpH は?

 

Kp.121-4

 

ニューグローバル問題85

 


コメント
コメントする








   

Calendar

Sun Mon Tue Wed Thu Fri Sat
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031   
<< October 2018 >>

Archives

New Entries

recommend

Links

Profile

search this site.

Others

Mobile

qrcode

Powered

無料ブログ作成サービス JUGEM