2012年5月8日火曜日

化学の中和滴定でpHを求める問題の解き方が分かりません。

化学の中和滴定でpHを求める問題の解き方が分かりません。

0.01mol/Lの酢酸水溶液を1mol/Lの水酸化ナトリウムで滴定するとき、水酸化ナトリウムを1.0mL, 1.01mL, 1.02mL加えたときのpHを求めよ 。(酢酸のpKa=4.8)ただし体積変化は考えなくてもよい。

の問題の解き方が分かりません(>_<) 1.0mLのとき酢酸と水酸化ナトリウムが当量になって 塩基になってるのは分かるのですが、計算の仕方がわからないです…

よろしくお願いします!







0.01Mの 酢酸(HOAc) 水溶液100ml に対して 1Mの NaOH を v(ml) 加えた場合、

体積変化を無視すると各初濃度は、



[HOAc]=0.01M (不変)

[NaOH]=v/100=0.01・v







先ず次の中和を考え、



HOAc + OH^- → OAc^- + H2O ‥(1)





その後に次の加水分解を考慮して pH を求める。



OAc^- + H2O ⇔ HOAc + OH^- ‥(2)



質量作用則:[HOAc][OH^-]/[OAc^-]=Kh=Kw/Ka=10^(4.8-14)=10^(-9.2) が成り立つ。







● v=1.0ml:(当量点)

[HOAc]=0.01M

[NaOH]=0.01M



(1)の直後には [OAc^-]=0.01M



(2)より反応する [OAc^-]=x(M) とすると、



[HOAc][OH^-]/[OAc^-]=x^2/(0.01‐x)≒x^2/0.01=Kh



よって x=[OH^-]≒√(0.01・Kh)=10^(-5.6)<<0.01 (近似は妥当)



∴ pH≒8.4





● v=1.01ml:

[HOAc]=0.01M

[NaOH]=0.01・1.01M



(1)の直後には、

[OAc^-]=0.01M

[OH^-]=0.01・(1.01‐1)=10^(-4)



(2)より反応する [OAc^-]=x(M) とすると、



[HOAc][OH^-]/[OAc^-]=x・{10^(-4)+x}/(0.01‐x)≒x・10^(-4)/0.01=Kh



x≒100・Kh=10^(-7.2)<<10^(-4)、(近似は妥当)



よって [OH^-]=10^(-4)+x≒10^(-4)



∴ pH≒10.0





● v=1.02ml:

[HOAc]=0.01M

[NaOH]=0.01・1.02M



(1)の直後には、

[OAc^-]=0.01M

[OH^-]=0.01・(1.02‐1)=2・10^(-4)



(2)より反応する [OAc^-]=x(M) とすると、



[HOAc][OH^-]/[OAc^-]=x・{2・10^(-4)+x}/(0.01‐x)≒x・2・10^(-4)/0.01=Kh



x≒50・Kh=3.2・10^(-8)<<2・10^(-4)、(近似は妥当)



よって [OH^-]=2・10^(-4)+x≒2・10^(-4)



∴ pH≒10.3

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