第6章章末問題 1 それぞれの物質の電離式も書けるようになるとよい

第６章章末問題
１それぞれの物質の電離式も書けるようになるとよい。
物質名
電離式
H2SO4
硫酸
水酸化カルシウム
2
3
価数
→ 2H+ ＋ SO42-
２価
Ca(OH)2 → Ca2+ ＋ 2OH-
２価
硝酸
HNO3
酢酸
CH3COOH
→ H+ ＋ NO3-
１価
⇄ H+ ＋ CH3COO-
１価
水酸化カリウム
KOH → K+ ＋ OH-
１価
水酸化バリウム
Ba(OH)2 → Ba2+ ＋ 2OH-
２価
(1) 酸： HCl、
塩基： H2O
(2) 酸： H2O、
塩基： CO3-
(3) 酸： H2O、
塩基： NH3
(4) 酸： H2O、
塩基： CH3COO-
複雑なので省略。興味のある方はチャレンジしてみてください。
ただし、電離度α<<1 の近似を用いれば比較的簡単に解けるが、電離度α<<1 の近似を用いないと、大変なことになる。。。
（↑ここまで厳密に解ける必要はないし、また、結果もほとんど変わらない。）
近似を用いて解くと、 1 段階目 H3PO4
⇄ H+ ＋ H2PO4-
α1 = 0.25
2 段階目 H2PO4-
⇄ H+ ＋ HPO42-
α2 = 2.5×10-6
3 段階目 HPO42-
⇄ H+ ＋ PO43-
α3 = 1.6×10-11
4 アンモニア水溶液の濃度を c mol/dm3、電離度をαとしておくと、
NH3
+
H2O
NH4+
→
OH-
+
電離前
c
---
0
0
（mol/dm3）
平衡時
c-cα
---
cα
cα
（mol/dm3）
p.98 より、 K b =
+
[ NH 4 ] ⋅ [OH − ]
(cα ) 2
cα 2
=
=
[ NH 3 ]
c(1 − α ) 1 − α
また、α<<1 より、
K b = cα 2
∴ α =
Kb
c
表 6.3 より、pKb = -log Kb = 4.8 なので Kb = 10-pKb = 10-4.8 = 1.58×10-5
また、アンモニアの濃度 c =
0.020 mol/dm3 より、
α= (1.58×10-5/ 0.020)1/2 = 2.81×10-2
しがたって、 [OH-] = cα = 0.020 mol/dm3 × 2.81×10-2 = 5.62×10-4 mol/dm3
∴ 5.6×10-4 mol/dm3
5
H2SO4
→ 2H+ ＋ SO42- より、0.050 mol/dm3 の H2SO4 から電離で生じる[H+] は、
[H+] = 0.050 mol/dm3 × 2 = 0.10 mol/dm3
よって、[OH-] = Kw / [H+] = (1.0×10-14 )/ (0.10) = 1.0×10-13 mol/ℓ
∴ 1.0×10-13 mol/dm3
6 解法１
[H+] = Kw / [OH-] = (1.0×10-14 )/ (0.010) = 1.0×10-12 mol/dm3
pH = -log[H+] = -log(1.0×10-12) = 12
解法 2
pOH = -log[OH-] = -log(0.010) = -log(1.0×10-2) = 2
pH = 14 – pOH = 14 – 2 = 12
∴ pH 12
7 p.103 中和の当量関係 a・c・V = b・c’・V’ （a,b は酸、塩基の価数、c、c’はモル濃度、V、V’はた体積）より、
1 × 0.10 mol/dm3 × 80 cm3 = 2 × 0.20 mol/dm3 × V’ cm3
したがって、 V’ = (8.0 mol・cm3/dm3) / (0.40 mol/dm3) = 20 cm3
∴ 20 cm3

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