質問: 分析化学 『弱酸haの酸解離が無視できるphで、haを含む水溶液と同量のクロロホルムで振り混ぜたところ分配比として5.0がえられた。ph5.0ではhaの半分が分配された。haの酸解離定数を求めよ。』という問題なのですが、濃度も分からないし何をどうしていいかよく分かりません。分かる人お願いしますm(_ _)m
回答: ph 充分小では 「クロロホルム中のahの濃度」/「水の中のahの濃度」=5.0 この式はahについてだけならいつも成り立ちます。 このとき酸性が下がる(よりアルカリ性になる)とahは水に良く溶けるようになる事に注意。 ph=5では「h+の濃度」=10^(-5) haの解離定数の「定義」は ka=「h+の濃度」*「水の中のa-の濃度」/「水の中のahの濃度」=10^(-5) ×「水の中のa-の濃度」/「水の中のahの濃度」 このとき「クロロホルム中のahの濃度」/{「水の中のahの濃度」+「水の中のa-の濃度」}=1.0 ここでイオンはクロロホルム中には溶けないと考えています。 比が1だから逆にしても良いので {「水の中のahの濃度」+「水の中のa-の濃度」}/「クロロホルム中のahの濃度」=1.0 {「水の中のahの濃度」/「クロロホルム中のahの濃度」}+{「水の中のa-の濃度」/「クロロホルム中のahの濃度」}=1.0 0.2+{「水の中のa-の濃度」/「クロロホルム中のahの濃度」}=1.0 「水の中のa-の濃度」/「クロロホルム中のahの濃度」=0.8 「水の中のa-の濃度」=「クロロホルム中のahの濃度」×0.8 さらに 「クロロホルム中のahの濃度」/「水の中のahの濃度」=5.0 「クロロホルム中のahの濃度」×0.2=「水の中のahの濃度」 これで役者が揃って ka=10^(-5) ×「水の中のa-の濃度」/「水の中のahの濃度」 に代入すると ka=10^(-5) ×{「クロロホルム中のahの濃度」×0.8}/{「クロロホルム中のahの濃度」×0.2}=4×10^(-5) pka=-log(4×10^(-5))=5-log4=5+log(1/4)=5-0.60=4.4 酢酸(4.56)より強く安息香酸(4.00)より弱い酸です。