水のイオン積を使ったpHを求め方!Kwの2大受験テク!

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うもわたなべです。

前回の記事では

「水のイオン積とは何か?」や

「水のイオン積はなぜ温度変化するのか?」

について解説していったよね。

 

水のイオン積の求め方とは?値が温度変化する納得の理由は?

 

じゃあ今度は、水のイオン積ってどういうときに使うか?と言う事に関して見て行こうと思う。

 

水のイオン積はよく使うのは、水素イオン濃度を求める問題。つまりpHを求める問題の時に活躍する。

 

実際の求め方の手順はこの記事に書いてある。

【完全征服】pH計算のための水素イオン濃度求め方大全!

 

今回はこれの中で水のイオン積に

関するところを取り上げて行こうと

思う。

塩基性の溶液の[H+]

塩基性の溶液のときでも

求めなければならない物はたいがい

pH。

pHを求めたい場合は、水素イオン濃度[H+] じゃあ塩基性の場合、酸性溶液の

水素イオン濃度の求め方とは

違う方法を使うの?

というと、実は違う。

それはこの水のイオン積があるおかげで、

塩基性も酸性と同じ手法で

求める事ができる。

 

なぜなら

水のイオン積で[OH]を[H+]に変換できる

からなわけ。

 

水のイオン積の式は、

KW=[H+][OH]   

もし、塩基性で[OH]をもとめたら、

あとはこの式で、

[H+]=の式にして

変換すればいい。

  

水のイオン積 pH
このようにして水のイオン積を介して

[OH]を[H+]に

変換すればいい。

  

この水のイオン積があることで、

塩基の[H+]は次のような

ステップバイステップで求める。

  

ステップ1

まず[OH]を求める。

ステップ2

強塩基なら強酸の求め方

弱塩基なら弱酸の求め方

で求めます。

ステップ3

次に水のイオン積を使って

[OH]を[H+]に変換する。

水のイオン積 pH
この式を使う。

強酸、強塩基の厳密解でも水のイオン積KW

強酸強塩基の場合、

一番難しい論点は、

水の電離を考慮する

厳密解なのか?近似解なのか?


 

 

そしてときとして厳密解を

求めなければならない時がある。

  

詳しくは、この記事で学んでほしい、

水のイオン積の求め方とは?値が温度変化する納得の理由は?

  

今は強酸、強塩基のモル濃度が

1.0×10-6mol/Lより小さい場合は、

水の電離を考慮する
。と

覚えておいてほしい。

  

強酸で例を出すと次のように

図を書く。

水素イオン濃度 強酸
このような図を書く。

この図のポイントは強酸だから、

求めるのが[H+]   

よって[H+]をxとおく。

  

そうすると、[OH]が

(x-Ca)mol/Lとおける。

  

これを水のイオン積に代入する

KW=x(x-Ca)

という方程式が出来るから、これをxで

解くと、

強酸 水素イオン濃度 厳密解

となり、

これが強酸の水の電離を考慮した

厳密解となる。

  

このようにして、

強酸の厳密解』でも水の

イオン積を使うことを覚えておいてほしい。

  

こういう風な水のイオン積の使い方も

あるので、

受験テクニックとして覚えておいて。

  

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