質問: 2価の弱酸、弱塩基のph計算について 塾で教えている生徒の学校のプリントの問題なのですが、2価の弱酸、弱塩基のphはどうやって求めればいいのでしょうか。私が受験したときは1価の酢酸とかアンモニアとかした習った記憶が無くて。 学校の先生の板書によると、『濃度×電離度×価数』となっているのですが、弱酸の場合、2段階目の電離はほとんどしないので、無視して考えてもよいのではないのでしょうか。 たとえば、炭酸の場合、水溶液中では まず h2co3 ⇔ h+ + (hco3)- と電離して、 (hco3)- ⇔ h+ + (co3)2- の電離は ほとんど起こらないですよね。(その生徒の教科書にもそう書いてありました) だから私は -log(濃度×電離度×1)で計算できると思ったのですが...。 ちなみにこの問題は中和の問題ではなく、単純にphを求める問題です。中和の場合は電離度に関係なく 『酸の濃度×価数×体積=塩基の濃度×価数×体積』 となることは分かっているのですが...。 以下、問題全文です。 0.0625[mol/l]のca(oh)2の(←cu(oh)2?)phを求めよ。ただし、電離度α=0.18、log2=0.3とする。 でもこの問題、意味不明なことに強塩基であるca(oh)2の電離度を示しているのです。(こんな希釈溶液でca(oh)2の電離度が0.18ということ自体有り得ないと思うのですが。ノートにcu2+ + 2oh- と書いてあったから先生のミスプリだと思います)電離度α=0.18って書いておきながらlog3の値を示してないのも謎です。 それとも、この電離度α=0.18って、二段階目も含めた値なのでしょうか?そんなことがあるのでしょうか...。 生徒にどう説明していいものか、とても悩んでいます。長々と申し訳ありませんが、どうぞよろしくお願いします。
回答: 問題文を読む限り、ca(oh)2の電離度を与えているようです。 つまり、 ca(oh)2 <-> ca(oh)- + oh- ca(oh)2 <-> ca2+ + 2 oh- のどちらの電離度を指しているか不明ですが、 恐らく出題者の意図は後者を計算して欲しいのだと思います。 現実の水酸化カルシウムは塩基性・中性条件で水にほとんど溶けません。 100 gの水に0.185 gしか溶けない(0.025 mol/l相当)そうですから、 問題の濃度を実現するのは不可能です。 錯塩状態のca(oh)2は、ほぼ沈殿してしまい、 電離する(ca(oh)+, ca2+)ことで初めて水に溶けます。 解離定数pkaの実測値(25度無限希薄溶液)は、化学便覧によると、 log([ca2+][oh-]/[ca(oh)+]) = -1.64 であり、0.025 mのca(oh)2飽和溶液では、[ca(oh)]+の電離度は 約60%ということになります。 生徒には、 「酸・塩基は段階的に解離するものと考えてほぼ間違いないが、 大学受験の問題では、出題者の意図を読み取るように」 と指導するしかないと思います。 それにしても酷い問題ですね。