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溶液中の水素イオン濃度は、酸の添加により生じます。強酸は、弱酸よりも高い濃度の水素イオンを生成し、pHを知るか、溶液中の酸の強度を知ることで、得られる水素イオン濃度を計算することができます。既知のpHでの解決は、酸解離定数と初期濃度から解くよりも簡単です。
既知のpHまたはpOHで解決する
提供された情報に溶液のpHまたはpOHが含まれているかどうかを確認してください。
マイナスpHの10乗を計算して、水素イオン濃度を計算します。たとえば、pH 6.5の溶液の場合、水素イオン濃度は1 * 10 ^ -6.5になり、これは3.16 * 10 ^ -7に等しくなります。科学者はpHを水素イオン濃度の対数ショートカットとして定義しています。これは、pHが水素イオン濃度の負の対数に等しいことを意味します。
pOHは溶液中のOHイオン濃度の負の対数であるため、pOHのみに直面している場合は、pOHを14から減算し(pHとpOHは常に合計で14)、pHに到達し、上記の計算を完了します。 。
酸解離定数(Ka)と量から解く
必要に応じて、酸のモル質量を使用して、グラムからモルに変換します。 Clackamas Community Collegeは、これを行う方法に関する優れたチュートリアルを提供しています(「参考文献」を参照)。すべての化学の学生は、単位の変換を理解し、一貫して実践する必要があります。
モルをリットルで割って計算することにより、酸のモル濃度を求めます。たとえば、100mLの0.15モルの酸は、0.15を0.100で割った値に等しく、1.5 M溶液に相当します。
溶液中の強酸の水素イオン濃度として、酸の元の濃度を使用します。すべての酸がイオン化します。強酸は、HCl(塩酸)、HBr(臭化水素酸)、HI(ヨウ化水素酸)、H2SO4(硫酸)、HNO3(硝酸)およびHClO4(過塩素酸)のみです。
酸解離定数と計算機を使用して、弱酸の水素イオン濃度を求めます。次の方程式を書きます:Ka =(*)/ここで、平衡状態の酸の濃度、水素イオンの濃度、共役塩基または陰イオンの濃度です。これらは等しくなり、Kaは酸解離定数です。 。
Kaの既知の値をプラグインします。方程式は次のようになります。Ka = x ^ 2 /ここで、酸はイオンに分割されるため、平衡状態の各イオンのモル濃度は、元の酸から失われるのと同じ量に等しくなります。そのため、方程式は次のようになります:Ka = x ^ 2 /(元の濃度からxを引いた値)。
これを二次方程式に変換します。X ^ 2 + Ka x-(元の濃度* Ka)= 0二次式を使用して、xの最終値を解きます。