電離平衡の計算(問題)【化学計算の王道】

☆答えはこちら→電離平衡の計算(問題と答え)

☆解説授業①:電離平衡の基本(弱酸・弱塩基の電離度とpHを求めます。近似についても解説しています)

☆解説授業②:電離平衡で考える塩の加水分解(「塩の加水分解は存在しない」と言える理由、計算の進め方、水のイオン積についても解説しています)

☆解説授業③:緩衝液①(緩衝液とは何か、緩衝液のイメージ、緩衝液の計算方針について解説しています)

☆解説授業④:緩衝液②(緩衝液の計算、緩衝液に酸を加えたときのpHの計算)


※log102=0.30, log103=0.48
※水溶液の温度は常に25℃であるとし、水溶液の体積は変化しないものとする。

①アンモニア水中では、次式のように電離平衡が成立している。

NH3 + H2O ⇄ NH4+ + OH

この反応の25℃での電離定数は、次のように与えられる。

1)C〔mol/L〕のアンモニア水中のアンモニアの電離度をCとKbを用いて表せ。

2)2.0mol/Lのアンモニア水中のアンモニアの電離度と、水溶液のpHを求めよ。pHは小数第一位まで求めよ。

②酢酸ナトリウムは、水溶液中で酢酸イオンが次のように水と反応して水酸化物イオンを生じ、塩基性を示す。

CH3COO + H2O ⇄ CH3COOH + OH

0.10mol/Lの酢酸ナトリウム水溶液中の水酸化物イオン濃度[mol/L]を求めなさい。ただし、酢酸の電離定数Ka=1.8×10-5mol/L、水のイオン積Kw=1.0×10-14(mol/L)2とする。有効数字は2桁で答えよ。

③酢酸ナトリウムと酢酸を含む水溶液は緩衝液として用いられ、少量の強酸や強塩基を加えてもpHは大きく変化しない。今、酢酸ナトリウムと酢酸を同molずつ溶解させた水溶液のpHの計算を試みると、この溶液中では酢酸イオンと酢酸分子の濃度は近似的に等しいと仮定できるので、水溶液のpHは(a)となる、ただし、酢酸の電離定数Ka=1.8×10-5mol/Lとし、小数第二位まで求めよ。
 次に、酢酸5.0×10-2molと酢酸ナトリウム5.0×10-2molを含む水溶液1.00Lがある。これに5.0mol/Lの塩酸2.0mLを加えたときのpHの変化を考える。ここで、塩酸を加えても全体の体積が変わらないと仮定すると、加えられた塩酸は酢酸イオンと反応するので、その結果、酢酸分子の濃度は(b)mol/Lだけ増え、酢酸イオンは(b)mol/Lだけ同じく減少する。このときpHは(c)となる。ただし、小数第二位まで求めよ。


☆答えはこちら→電離平衡の計算(問題と答え)

【解説授業】

電離平衡の基本(弱酸・弱塩基の電離度とpHを求めます。近似についても解説しています)

電離平衡で考える塩の加水分解(「塩の加水分解は存在しない」と言える理由、計算の進め方、水のイオン積についても解説しています)

緩衝液①(緩衝液とは何か、緩衝液のイメージ、緩衝液の計算方針について解説しています)

緩衝液②(緩衝液の計算、緩衝液に酸を加えたときのpHの計算)

【その他参考となる解説】

化学平衡の基本(化学平衡とは何か、可逆反応・不可逆反応、グラフの読み取り、平衡定数の定義、化学平衡の法則・質量作用の法則)

気体の平衡の計算(化学平衡の法則(平衡定数=一定)から方程式を立てる、平衡定数の求め方についても解説しています)

塩の加水分解と弱酸遊離の原理(弱酸の性質によって起きる現象)

pHの計算(対数を使った計算、pOHとの関係、水のイオン積Kwについても解説しています)

溶解平衡(溶解度積)の計算(溶解平衡とは何か、溶解度積=一定の導出、沈殿が生じるかどうかの判断の方法についても解説しています)


「化学計算の王道」シリーズは『思考訓練の場としての体系化学』(GHS予備校)を参考にしています。

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~参考~

気体の平衡の計算

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