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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