水酸化ナトリウム水溶液のpHを求める問題では、まずその水溶液の性質を理解する必要があります。水酸化ナトリウムは強塩基であり、完全に電離して水酸化物イオン(OH⁻)を放出します。この解説では、pHを求めるためのステップと必要な公式をわかりやすく説明します。
1. 水酸化ナトリウム水溶液の性質とpHの求め方
水酸化ナトリウム(NaOH)は強塩基であり、水に溶けると完全に電離して水酸化物イオン(OH⁻)を放出します。この時、pHを求めるために重要なのはOH⁻の濃度です。pHは水のpOHと関係しており、pH + pOH = 14という関係式が成り立っています。
2. 問題の情報を整理
問題では、0.010mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液が与えられており、この水酸化ナトリウムは完全に電離します。したがって、OH⁻の濃度も0.010mol/Lです。次に、水のイオン生成定数（Kw）を用いてpOHを計算します。ここで、Kwは1.0×10⁻¹⁴(mol/L)²です。
3. pOHを求める
OH⁻の濃度が0.010mol/Lの時、pOHは次のように計算します。pOH = -log[OH⁻]。したがって、pOH = -log(0.010) = 2。
4. pHを求める
pHとpOHの関係式pH + pOH = 14を使用して、pHを求めます。pH = 14 – pOH = 14 – 2 = 12です。したがって、この水酸化ナトリウム水溶液のpHは12となります。
5. まとめ
この問題では、0.010mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液が完全に電離することを利用し、OH⁻の濃度を使ってpOHを求め、その後pHを計算しました。最終的な答えはpH = 12となり、強塩基の水溶液らしい結果となりました。
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