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4 (配点24点)
次の文を読み、問1~問5に答えよ。ただし、[X]はXのモル濃度 [mol/L] を表し、
温度は常に一定であるとする。 必要があれば、次の値を用いよ。
水のイオン積: K.-[H+][OH-]=1.0×10-™ mol²/L2
√5=2.24, log102=0.30, log103=0.48
酢酸は水溶液中でその一部が電離して、式① で示される電離平衡の状態になる。
CH,COOH + CH3COO- +H*
酢酸の電離定数Kaは,平衡時の各成分のモル濃度を用いて式② で表され,その値
は 2.0×10mol/Lである。
[CH COO-] [H+]
[CH COOH]
C [mol/L] の酢酸水溶液中の酢酸の電離度をaとすると, 水溶液中のCH3COOH,
CH3COO H+ のモル濃度の変化は次のように表される。
Ka=-
CH3COOH CH3COO + H+
C
あ
電離前
変化量
平衡時
よって, Ka は C と α を用いて式 ③ で表される。
う
Ka=-
...3
1-a
αが1に比べて十分に小さく, 1-α≒1と近似できるとき, 式 ③ は式④ で表すこと
ができる。
Q=
え
い
0
+ あ
あ
+
55 -
Ka= う
これより, は C と Ka を用いて式 ⑤ で表され,これを用いると [H+] を求めるこ
とができる。
0
(5
(単位: mol/L)
あ
あ
あ
え
にする式を記せ。
問1
空欄
問20.20mol/Lの酢酸水溶液について,次の (1)~(3) に答えよ。
(1) 酢酸の電離度はいくらか。 四捨五入により有効数字2桁で記せ。
(22) pH はいくらか。 四捨五入により小数第1位まで記せ。
(3) この水溶液100mLに塩化水素を吹き込み 水溶液のpHを1.00 とした。こ
の混合水溶液の [CH3COO-] は何mol/Lか。 四捨五入により有効数字2桁で記
ただし、塩化水素を吹き込んだ後の水溶液の体積は100mLとする。
問3 酢酸水溶液の濃度が極めて小さいとき、酢酸の電離度αが大きくなり, 1-41
と近似することができないため, 式④, ⑤ が成り立たない。
2.0×10mol/Lの酢酸水溶液の [H+] は何mol/Lか。 四捨五入により有効数
字2桁で記せ。ただし, 水の電離は無視できるものとする。
2.0×10.5
HIV 2.0×10.5
CH3COOH+HCl
2.0×10
山×10-1
0.20
0.212.0
10-4