質問: 溶液100mL中に分子量100のある弱酸HAが1.0g溶解しているときのpHが2.7であった。HAのpKaを求めなさい。 この問題がわかりません。教えて下さい
回答: HA ⇔ H^+ + A^- の電離に因り生じる [H^+]=[A^-]=x(M) ト置く。 HA の初濃度:1.0*10/100=0.10(M) イオン強度:μ≒(1/2)*([H^+]+[A^-])=x 活量係数:log(γH^+)=ー(0.509*√μ)/(1+3√μ) pH=ーlog(aH^+)=ーlog{[H^+]*(γH^+)}=ーlog([H^+])ーlog(γH^+)=ーlog(x)+{(0.509*√x)/(1+3√x)}=2.7 x=μ=2.09*10^(-3) pKa=ーlog(Ka)=ーlog{x^2/(0.10ーx)}=4.35 pKa°=pKa+(0.509*√μ)*{1/(1+3√μ)+1/(1+√μ)}=4.39 ※ pKa° は 熱力学的酸解離指数 (文献値)。A^- の水和イオン系パラメータは 3Åとして概算した、デバイ・ヒュッケルの理論に基づく噺。 尚、此の問題では pH=2.7 で μ=2.09*10^(-3) ト小さい為に pKa ト pKa° の差は無視出来る程小さいが pKa° が小さいと pH も小さく イオン強度:μ が増加して差は大きく為る。