質問: 硫酸の平衡定数kについて (電離度の計算) 平衡定数k=ca^2/1-aの式のaに1を代入してしまうとkの値が出せません。硫酸の正確な電離度が知りたいのですが、0.0001mol/lの(15°C前後)の場合はどのようにおいて計算すればよいのでしょうか。 また、濃度や温度によるそれぞれの平衡定数(電離定数)が詳しく載っているもの(本・サイト)がありましたら、紹介よろしくお願いします。 また、水酸化ナトリウム、硫酸、塩酸などは常に電離度を1として計算してよいのでしょうか。
回答: 高校レベルであれば、それらの電離度は1と考えるのがよいでしょう。 したがって、kは計算できなくても、0.0001mol/lの硫酸の水素イオン濃度は0.0002mol/lと考えるのがよいでしょう。 ただし、大学レベルで考えたいというのであれば、h2so4とhso4-の酸解離定数kaを考慮することになります。ただし、計算は面倒です。 h2so4に関しては、 ka=[hso4-][h3o+]/[h2so4]=1x10^3 hso4-に関しては、 ka=[so4^2-][h3o+]/[hso4-]=1.3x10^-2 となり、これに [h2so4] + [hso4-] + [so4^2-] = 0.0001 mol/l や、陽イオンと陰イオンのバランスを表す式、 [h3o+] = [hso4-] + 2x[so4^2-] + [oh-] 水のイオン積 [h3o+]x[oh-]=1x10^-14 の式を連立させて計算する必要があります。 ただし、近似計算をしなければとてもじゃないけど解けません。 ややこしいでしょ?