酢酸（CH₃COOH）と酢酸ナトリウム（CH₃COONa）を使ってpHを求める問題では、酸とその塩の関係を理解することが重要です。本記事では、0.1molの酢酸と0.01molの酢酸ナトリウムを100mlに溶かした場合のpHを計算する方法を解説します。
問題の設定
まず、与えられたデータを整理します。酢酸のモル濃度は0.1mol/L、酢酸ナトリウムのモル濃度は0.01mol/Lで、溶液の体積は100mLです。また、酢酸のpKa（酸解離定数）は4.8であり、ログの値も与えられています（log2=0.30、log3=0.48）。
酢酸の解離定数を使った計算
酢酸は弱酸であり、完全には解離しません。そのため、酢酸の解離定数（Ka）を求める必要があります。pKaは4.8であり、Kaは次の式で求められます。
Ka = 10^(-pKa) = 10^(-4.8) ≈ 1.58 × 10^(-5)
Henderson-Hasselbalchの式を使った計算
酢酸と酢酸ナトリウムの溶液では、酸とその塩の関係に基づいてpHを計算できます。このような溶液のpHはHenderson-Hasselbalchの式を使って求めることができます。
Henderson-Hasselbalchの式は以下のように表されます。
pH = pKa + log([A⁻]/[HA])
ここで、[A⁻]は酢酸ナトリウム（塩）の濃度、[HA]は酢酸の濃度です。
式に値を代入すると。
pH = 4.8 + log(0.01/0.1) = 4.8 + log(0.1) ≈ 4.8 – 1 = 3.8
まとめ
0.1molの酢酸と0.01molの酢酸ナトリウムを100mlに溶かした場合、pHは約3.8になります。Henderson-Hasselbalchの式を使用することで、酸とその塩のバッファー溶液のpHを計算する方法がわかります。
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