質問: ph4.9の緩衝液を作るために必要な試薬の量の計算 0.2mol/lch3coohとch3coona緩衝液(ph4.9)100mlを作る際にch3coohとch3coonaの必要な量を教えてください。 この緩衝液を使って実験を行うのですが、 実験の手順としては メスピペットを用いて酢酸緩衝液の計算量を共栓付三角フラスコに入れる。薬包紙に量り取った計算量の試薬は、共栓付三角フラスコに入れ、水を100ml加える。調製した緩衝液の約半数を100mlポリビーカーに移し、phを測定(ph=4.9であることを確認)する。 というものです。 緩衝液のphが4.9、酢酸のpka=4.76で、 ph=pka+log ch3coo^-/ ch3cooh=4.90-4.76=0.14 10^14=1.38 ここから先がどうやって計算すればよいのかわかりません。よろしくお願いします。 また、[ch3cooh]+[ch3coo^-]=0.20mol/l ch3coohの分子量=60.05 ch3coonaの分子量=82.04 という条件が提示されています。
回答: 『未回答の質問』で検索したら、ヒットしたので回答します。 残念ながら、途中から式がおかしくなっています。 先ず、水を100ml加えて緩衝液100mlを作るので、水以外のものの体積は無視するということです。 なお、酢酸イオンは『ch3coo-』と表記します。 緩衝液のph=4.9、酢酸のpka=4.76であるから、 ph=pka+log [ch3coo-]/ [ch3cooh] =4.76++log [ch3coo-]/ [ch3cooh] =4.9 これから、 log [ch3coo-]/ [ch3cooh]=4.9-4.76=0.14 [ch3coo-]/ [ch3cooh]=10^0.14=1.38-(1) [ch3cooh]+[ch3coo-]=0.20(mol/l)であるから、 [ch3cooh]=x(mol/l)とすると、 [ch3coo-]=0.2-x(mol/l) これらを(1)に代入すると、 (0.2-x)/x=1.38 これを解いて、 x=0.2/2.38≒8.403*10^(-2)(mol/l) 0.2-x=0.2-0.2/2.38≒1.160*10^(-1)(mol/l) なお、これらは緩衝液1l中に存在する物質量であるから、これらを緩衝液100ml中に存在する物質量に換算するためには、 100/1000=1*10^(-1)を掛けなければならない よって、緩衝液100ml中に存在するch3coohは、 8.403*10^(-2)*1*10^(-1)=8.403*10^(-3)(mol) また、緩衝液100ml中に存在するch3coo-は、 1.160*10^(-1)*1*10^(-1)=1.160*10^(-2)(mol) ここで、ch3coonaは完全に電離するものとして、求めたch3coo-の物質量は、最初に準備するch3coonaの物質量に等しいものとする 以上から、ph=4.9の緩衝液100mlを作るのに必要なch3coohは、 60.05*8.403*10^(-3)=5.046*10^(-1)(g) また、ph=4.9の緩衝液100mlを作るのに必要なch3coonaは、 82.04*1.160*10^(-2)=9.517*10^(-1)(g)