質問: 複数の弱酸混合液を弱塩基で中和する件 表題の件ですが、自分でかなり色々調べ、計算もしまくったのですが、どつぼにはまり何がなんだか解らなくなってしまいました。。 ご親切な方、この反応が解る方、ご教授いただけないでしょうか。宜しくお願いいたします。 ■問題■ 蟻酸0.05m、酢酸0.05mを水酸化マグネシウムで最終ph6になるまで中和する際に必要な水酸化マグネシウム量はいくらか。蟻酸および酢酸の電離定数はそれぞれk1=1.8×10-4、k2=1.7×10-5とする。 この問題を解くにあたり、2種類の弱酸の中和前のphは ph=-log((c1k1+c2k2)^0.5) ※c1:蟻酸濃度、c2:酢酸濃度 で求められたのですが、mg(oh2)で中途半端に中和し、酸がある程度残ってph6にする計算方法が解りません。加水分解はおそらく弱塩基の中和なので、ph=-log((酸の電離定数×mg2+の酸解離定数)^0.5)だと考えているのですが。。これもおかしいでしょうか、。さらにこの場合、酸が複数なのでまた頭がこんがらがってしまうのですが。。 宜しくお願いいたします。
回答: お晩でやす。 加えるmg(oh)2は溶解度がかなり小さいですね。 でも最終的なph=6とksp=[mg^2+][oh^-]^2=10^(-11)から考えると沈殿は生じていないと仮定できるでしょう。 また溶けて生じたmg^2+は次のように加水分解して錯体を作るようです、つまり酸ですね。 mg^2+ + h2o ⇔ mg(oh)^+ + h^+ ;k3=4*10^(-12) 従って混合溶液の体積をv(l)、加えるmg(oh)2をx(mol)とし、 加える事による体積変化が無視できるとすれば、 [mg^2+]=(x/v)[h^+]/([h^+]+k3) [mg(oh)^+]=(x/v)k3/([h^+]+k3) と表せるでしょう。 ギ酸(hcooh)については [hcoo^-]=0.05k1/([h^+]+k1) 酢酸(hoac)については [oac^-]=0.05k2/([h^+]+k2) これらをまとめて電荷収支式に当て嵌めると、 [h^+]+2[mg^2+]+[mg(oh)^+]=[hcoo^-]+[oac^-]+[oh^-] これを[h^+]で表すと、 [h^+]+{(x/v)*(2[h^+]+k3)/([h^+]+k3)}={0.05k1/([h^+]+k1)}+{0.05k2/([h^+]+k2)}+(kw/[h^+]) ph=6だから[h^+]=10^(-6)を放り込むと、x=0.0485v(mol) になるでしょう。