質問: 次の問題が分かりません こんばんは かなり粘って考えてみたのですが、次の問題が分かりません ph12の水酸化ナトリウム水溶液100mlとph2の塩酸50mlを混合した後、水を加えて1000mlにした水溶液のphを求めたい。水酸化ナトリウム水溶液と塩酸を混合すると中和反応が起るが、中和というのは酸(h+)と塩基(oh)が同じ量(モル数)で対応する事である。まず「水酸化ナトリウム水溶液が出す塩基(oh-)の量と塩酸が出す酸(h+)の量をそれぞれ求める」 酸と塩基どちらが多いかを見て、少ない方の酸或いは塩基は全て中和反応に使われる。酸或いは塩基で多かった方から中和に使われた分を差し引くと、残った酸あるいは塩基がその混合溶液中に存在することになる。 その残った酸、或いは塩基が含まれる混合液に水を加え、全量を1000mlにしたので、これで「この混合水溶液中に含まれる酸或いは塩基の濃度が分かる」。酸の濃度が分かれば「phを求める」ことが出来る 問 (1)「水酸化ナトリウム水溶液が出す塩基(oh-)の量と塩酸が出す酸(h+)の量をそれぞれ求める」 について、それぞれ塩基および酸の量(単位はmol)を求めよ (2)「この混合水溶液中に含まれる酸或いは塩基の濃度が分かる」 について、酸或いは塩基のどちらが残っているか。その濃度も求めよ (3)この混合水溶液のphを求めよ です。出来れば解説も願いたいと思います 長々と申し訳ありません。お願いします
回答: (1) phは-log[h+]で与えられる([h+]は水素イオン濃度)ので、[h+]=10^-ph(10のマイナスph乗)です。ph12の水酸化ナトリウム水溶液の水素イオン濃度は10^-12(mol/l)なので水酸化物イオンは10^-2(mol/l)です(水のイオン積より)。従ってこの水酸化ナトリウム水溶液の濃度は10^-2(mol/l)です。これが100ml(0.1l)あるので水酸化物イオンの量は10^-2*0.1=10^-3(mol)です。 同様にph2の塩酸水溶液の濃度は10^-2(mol/l)で、50ml(0.05l)あるので水素イオンの量は10^-2*0.05=5*10^-4(mol)です。 (2) 両者を混合すると水酸化物イオンの方が10^-3-5*10^-4=5*10^-4(mol)多いので残ります。全体の体積は1lなのでその濃度は5*10^-4(mol/l)です。 (3) 水酸化物イオンの濃度が5*10^-4(mol/l)なので水素イオン濃度は2*10^-11(mol/l)です。phは-log[h+]で与えられますので-log(2*10^-11)となります。大体10.7くらいですね。