10mmol/Lの塩酸溶液のpHを求める方法:簡単に理解できる解説

化学

10mmol/L(0.01mol/L)の塩酸溶液のpHを求める問題について、どのように解くかを簡単に説明します。pHの計算方法に関して疑問がある方は、この記事を参考にして理解を深めましょう。

pHの定義と計算式

まず、pHとは水溶液の酸性度を表す指標で、pHは次の式で求められます:
pH = -log[H+]

ここで[H+]は水溶液中の水素イオンのモル濃度(mol/L)を意味します。塩酸(HCl)は強酸で、完全に水に解離するため、[H+]はそのまま塩酸の濃度と一致します。

塩酸のモル濃度とpHの計算

質問の内容では、塩酸の濃度が10mmol/L(0.01mol/L)です。これをpHに変換するためには、まず水素イオンのモル濃度を求める必要があります。塩酸は完全に解離するので、[H+]の濃度はそのまま0.01mol/Lとなります。

次に、pHを求めるためには次の計算を行います。

pH = -log(0.01) = -log(10^-2) = 2

この計算により、塩酸のpHは2となります。

友達の解答の「1をかける理由」について

質問の中で「0.01mol/Lに1をかけるのはなぜか?」という疑問がありましたが、実はこの「1をかける」という操作には特に意味はありません。塩酸の水素イオン濃度はそのまま0.01mol/Lなので、計算において1をかける必要はありません。

おそらく、友達の解答では計算の過程で単位を明確にしたかったか、計算を簡単にするために「1をかける」操作が含まれた可能性があります。実際の計算ではそのまま0.01mol/Lを使うだけで十分です。

pHと酸性度の関係

pHが低いほど酸性が強いことが分かります。今回の塩酸のpHは2なので、強い酸性を示します。pHが7より小さいと酸性、7が中性、7より大きいとアルカリ性の水溶液を示します。

強酸である塩酸は、pHが非常に低い値を持ちます。塩酸以外の弱酸では、pHがもう少し高くなることがあります。

まとめ

10mmol/L(0.01mol/L)の塩酸溶液のpHを求めるためには、まず水素イオン濃度を確認し、次にpHの計算式を使って求めます。今回のケースではpH = 2となります。友達の解答で「1をかける」という操作があったかもしれませんが、実際にはそのような操作は必要なく、塩酸の水素イオン濃度そのままで計算できます。

pHの計算方法を理解することで、他の酸やアルカリのpHも簡単に求めることができるようになります。ぜひ、他の例でも実践してみてください。

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