質問: クロム酸イオンの化学平衡に関する問題 クロム酸イオンと二クロム酸イオンの間には,水溶液中において次のような((1))化学平衡が成り立っている。 この反応の平衡定数kは次式((2))で表され,その値は25°Cに於いて 1.0 × 10^14 (mol/l)^-3 である。 (1)強酸性の水溶液では,クロム酸イオンと二クロム酸イオンのうち,どちらが主に存在しているか。 (2)0.10mol/l のクロム酸カリウム水溶液に硫酸を少量ずつ加えてphを変化させた。クロム酸イオンの濃度が二クロム酸イオンの濃度の2倍になるphの値を小数第一位まで求めよ。ただし,溶液の総量の変化は無視できるものとする。
回答: 反応式、合っていますか?クロム酸イオンの係数が・・・ (1) クロム酸イオンと二クロム酸イオンの濃度をそれぞれx、yとすると k=y/x^2/[h+]^2 y=k・x^2・[h+]^2 強酸性なので例えば[h+]=10^-1 とおき、kの値も代入すると y=1*10^14*(10^-1)^2*x^2 =1*10^12*x^2 ここでx=yとなるのはx=10^-12のときで、それよりもxが大きければ y>x、xが10^-12より小さければy<xとなります。よって通常問題に なるような濃度範囲ではy>xでしょう。 (2) 上記同様にx、yをもちい、(2)式を変形すると [h+]^2=y/x^2/k ・・・(あ) ここで反応式の量論関係よりx=0.1-2y であり、問題文より x=2yなので両者を等号で結んで 2y=0.1-2y y=0.025 x=0.05 x、y、kの値を(あ)に代入して[h+]を求めて下さい。 あとはph=-log[h+] (底は10の対数) を使ってphを出して下さい。