質問: アンモニア水について 0.300mol/lのアンモニア水200mlと0.500mol/lの塩化アンモニウム水溶液300mlを混合したときのphを求めろ。 という問題ですが、 加水分解定数をkh アンモニアの電離定数kb=1.8×10^(-5)とすると、 kh=kw/kbより、 [nh3][h+]/[nh4+]=10^(-14)/1.8×10^(-5) →0.3×0.2×[h+]/0.5×0.3=10^(-14)/1.8×10^(-5) ph≒8.9 でいいのでしょうか。 分かる方ご教授お願いします。
回答: アンモニアの電離を無視すると、0.300mol/lのアンモニア水200ml中には、アンモニアが0.3*0.2mol存在し、水溶液全体の体積は、200+300=500mlであるから、1l中に換算すると(1000/500=2倍)、[nh3]=0.3*0.2*2mol/l また、塩化アンモニウムは完全に電離するものとすると、0.500mol/lの塩化アンモニウム水溶液300ml中には、アンモニウムイオンが0.5*0.3mol存在し、同様に水溶液全体の体積は500mlであるから、1l中に換算すると、[nh4+]=0.5*0.3*2mol/l よって、次の関係が成り立ちます。 0.3*0.2*2*[h+]/(0.5*0.3*2)=10^(-14)/{1.8*10^(-5)} この式において、左辺の分母と分子を2で約分すると、 0.3*0.2*[h+]/(0.5*0.3)=10^(-14)/{1.8*10^(-5)} これから、 [h+] =0.5*0.3/(1.8*0.3*0.2)*10^(-14+5) =10/7.2*10^(-9)mol/l ph =-log{10/7.2*10^(-9)} =-1+log7.2+9 ≒8+0.9 ≒8.9