質問: phの問題です。 0.1mol/l na2co3のphを計算しなさい。 *ただし、炭酸の pka1=6.3、pka2=10.4とする。 答えはph=11.70なのですが・・・。 対数表や電卓を使わない方法を教えてください。 *log2.0=0.30、log3.0=0.48、log7.0=0.85 の条件は付いています。 解説をお願いします。
回答: 第2段階の加水分解が無視出来ると仮定して、第1段階の加水分解のみを考えます。すると、 co3^2- + h2o ⇔ oh^- + hco3^- [oh^-][hco3^-]/[co3^2-]=x^2/(0.1‐x)=kh=kw/k2 此処で 0.1>>x であると仮定して次のように近似します。 x^2/(0.1‐x)≒x^2/0.1=kw/k2 x=[oh^-]≒√(0.1・kw/k2)=10^(-2.3)=10^(-0.3)・10^(-2)=(1/2)・10^(-2)m、(5%だから近似は妥当とします) ∴ ph≒‐log([h^+])=‐log(kw/[oh^-])=14+log{(1/2)・10^(-2)}=14‐log(2)‐2=12‐0.3=11.7 尚結果から、 第1加水分解度:α1=([hco3^-]+[co2])/0.1≒[h^+]/([h^+]+k2)=0.048 第2加水分解度:α2=[co2]/([hco3^-]+[co2])=[h^+]/([h^+]+k1)=4・10^(-6) 第2段階の加水分解を無視した近似も妥当と云えるでしょう。