この記事では、酸塩基に関するpHの計算方法について解説します。具体的な問題に対して、pHの求め方や計算のプロセスを示し、理解を深めることができます。
① 0.01mol/Lの塩酸のpHは？
塩酸は強酸であるため、ほとんど完全に電離します。したがって、0.01mol/Lの塩酸の水素イオン濃度は0.01mol/Lです。pHは水素イオン濃度の対数を取った値で、pH = -log[H+]. この場合、pH = -log(0.01) = 2です。
② 20mgの水酸化ナトリウムを溶かして500mLの水溶液としたときのpH
まず、水酸化ナトリウム（NaOH）のモル数を計算します。NaOHの式量は40 g/molで、20 mg = 0.02 gです。したがって、モル数は0.02 g / 40 g/mol = 0.0005 molです。水溶液の体積は500 mL = 0.5 Lなので、水酸化ナトリウムのモル濃度は0.0005 mol / 0.5 L = 0.001 mol/Lです。NaOHは強塩基であり、水に完全に電離するため、OH-の濃度は0.001 mol/Lとなります。pOHはpOH = -log[OH-] = -log(0.001) = 3です。pHはpH = 14 – pOH = 14 – 3 = 11です。
③ 電離定数Kaの値が0.0001の酸のpKaの値
pKaは酸の電離定数Kaを使用して計算できます。pKaはpKa = -log(Ka)であり、Ka = 0.0001 = 10^-4です。したがって、pKa = -log(10^-4) = 4です。
④ 0.01mol/Lの酢酸のpHは？
酢酸（CH3COOH）は弱酸であり、その電離度を0.042とすると、[H+] = 0.01 mol/L × 0.042 = 0.00042 mol/Lです。pH = -log[H+] = -log(0.00042) ≈ 3.78です。
まとめ
これらの問題を通じて、pHの計算方法や酸塩基の性質について理解を深めることができました。pHの計算は水溶液中のイオン濃度に基づいており、強酸や強塩基、弱酸など、さまざまな物質の性質に応じた計算が求められます。
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