質問: 化学ii 電離平衡 化学ii 電離平衡 たとえば酢酸で、電離定数kaが2.8×10^-5mol/lと与えられていたとします。 温度を変えなければ一定と書いてあるので、温度は一定とします。 この酢酸水溶液は、もちろん [ch3cooh] ←→ [ch3coo-] + [h+] の平衡を保っているから ka=2.8×10^-5 を満たしていると思います。 それはわかるんですが、最近習った緩衝液や加水分解のところで 0.3mol/lの酢酸100mlに0.1mol/lの水酸化ナトリウム水溶液100mlを加えた。混合液のphを求めよ。 のような問題があり 反応式は [ch3cooh] + [naoh] → [ch3coona] + [h2o] で 与えられた情報と反応式の係数から計算すると 反応した後は 酢酸が0.02mol 酢酸ナトリウムが0.01mol 水が0.01mol できたことがわかりますが このときでも電離定数ka=2.8×10^-5 は成り立っているのですか? 電離定数を習ったのは、酢酸がただ電離するだけの場合だったので このように、ほかの物質なんかと反応したときでも成り立つのかがわかりません。 また、成り立つとすれば ka=[ch3coo-][h+] / [ch3cooh] の、酢酸が減り、酢酸イオンが増えるからkaがかなり大きくなるが 逆に水素イオンがおおきく減り、結局同じ値におさまるということでいいのでしょうか? (ここでは高校化学のレベルの話です。) 平衡、電離定数についての説明をお願いします。
回答: > このときでも電離定数ka=2.8×10^-5 は成り立っているのですか? 成り立ちます. そもそも電離平衡自体が酢酸あるいは酢酸イオンというものの性質なので,少なくともどちらかを水に溶かそうとすれば,電離平衡を達成しようとし,最終的には電離定数で縛られる平衡状態に達します. > 与えられた情報と反応式の係数から計算すると > 反応した後は > 酢酸が0.02mol 酢酸ナトリウムが0.01mol 水が0.01mol できたことがわかりますが これは水を除去したあとではそういうことになりますが,水溶液の中には「酢酸ナトリウム」という物質は存在していません. > 反応式は > [ch3cooh] + [naoh] → [ch3coona] + [h2o] この式は反応式になっていません. [ ] は実際に溶液中に存在する濃度を表します. なお,濃度について考えれば,[ ] の意味から,[naoh] = 0 です.もちろん,[ch3coona] = 0 でもあります. > このように、ほかの物質なんかと反応したときでも成り立つのかがわかりません。 関係物質が存在する限り,成り立ちます. > ka=[ch3coo-][h+] / [ch3cooh] > の、酢酸が減り、酢酸イオンが増えるからkaがかなり大きくなるが > 逆に水素イオンがおおきく減り、結局同じ値におさまるということでいいのでしょうか? そうですね. で