質問: 基本的なことですが ph1の溶液とph4の溶液を等量混ぜてもph2.5にはならないことはわかるんですが、数式で表現できません。 乳酸を水酸化ナトリウムで中和したときの中和点はph7にならないのはなんでなんですか。 どなたかお願いします。
回答: 多分質問をされている方は高校生だと思います。 高校の化学では緩衝溶液は出てきません。 ph=1の溶液とph=4の溶液を等量混ぜるとありますから酸性溶液です。塩酸で考えているのであれば#1のdoc sunday様の解答でいいです。質問された方も無意識に塩酸のような強酸を考えているのだと思います。酸の種類によって変わるというのであれば緩衝溶液を出さなくてもいいはずです。弱酸を出せばいいと思います。「ph=1の塩酸とph=4の酢酸を等量混ぜるとphはどうなるか」という問を出せばいいです。この場合、塩酸だけで考えたのと違ってきます。 また何種類かの物質が混ざっている溶液を考えているのであればたいてい塩酸だけで考えたのと違ってきますから緩衝溶液という特別な働きで名前の付いたものを持ち出さなくても説明できるはずです。 >加える比にもよるのはお分かりでしょう。 は意味をなしていません。比は1:1を前提にしています。酸の種類による(または溶液の中の物質の種類による)というのが言いたい事だと思います。 >ひじょうに薄いnaohだけでつくったph4.0の水溶液を加えたとき naohだけでph=4の溶液を作る事は出来ません。 元々の質問 >乳酸を水酸化ナトリウムで中和したときの中和点はph7にならないのはなんでなんですか に対する解答も#1でいいはずです。緩衝溶液は関係ありません。乳酸を水酸化ナトリウムで1/2中和した溶液を緩衝溶液として使う事が出来るという事はあります。これは乳酸だけでなく酢酸その他の弱酸に対して当てはまる事です。 「弱酸であればなぜ?」という問に対しては塩の液性の問題としてふつう説明されています。 haを弱酸とします。水酸化ナトリウムとの反応で出来た塩の化学式はnaaです。naaが水に溶けると naa→na++a- です。haは弱酸ですからha⇔h++a-の平衡が成り立つ物質です。a-が水中にはいるとa-+h2o⇔ha+oh-の変化が起こって一部がhaに戻ります。少しアルカリ性だという事がわかります。これ以上は電離平衡定数が必要です。 高校生がこの問題で混乱する理由の一つは「中和」という言葉の理解に食い違いがあるからです。日常的な意味で言うと「中和」とは「正反対の性質を持つものを混ぜ合わせてその性質を打ち消すこと」です。酸・塩基の場合は「中和する」=「中性にする」なのです。ph=7にすることなのです。だから中和したのに何故ph=7でないのかという疑問を持ちます。乳酸と水酸化ナトリウムの場合であれば中和するときに乳酸の方が水酸化ナトリウムよりも少したくさん必要である事になります。乳酸と水酸化ナトリウムを等量で混ぜるとまだ中和できていないのです。でも専門家達は等量混ぜる事を「中和」と言っています。教科書もそうなっています。その時の方が化学式で表しやすいからでしょう。中和滴定の目的が性質の打ち消しでは無くて濃度決定(定量)にあるからでしょう。