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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受験化学コーチわたなべ

浪人の夏休みまで死ぬほど勉強したにも関わらず偏差値50を割ることも。そんな状態から効率よく化学を学び化学の偏差値を68まで爆発的に伸ばした。その経験を塾講師としてリアル塾で発揮するも、携われる生徒の数に限界を感じ化学受験テクニック塾を開講。 自己紹介の続きを読む。