高校化学 弱酸(酢酸水溶液)の電離度と pH の求め方

酢酸は水に溶けても完全に電離しないので、(塩酸や水酸化ナトリウム水溶液のように)水溶液の濃度がそのまま水素イオン濃度になるわけではない。酢酸の一部は電離して水素イオンを放出するが、残りの大部分は分子のままである。

酢酸の場合、約 1% が電離して水素イオンを放出するが、残りの 99% は電離しない(数値はだいたいの目安)。この電離する割合を電離度という。

pH の基本については下のページを参照。
強酸と強塩基の pH の求め方(塩酸、硫酸、水酸化ナトリウム水溶液の pH)

電離度と電離定数

酢酸は水に溶けると一部が次のように電離する。

CH3COOH → CH3COO- + H+

化学平衡の法則という法則から下の式が成り立つ。

s1

この定数を電離定数といい、高校の教科書などでは Ka と表す。電離定数 Ka は濃度によらない。

電離定数

酢酸水溶液の濃度をC、電離度をαとして、Kを用いて電離式を変形する。

s2

αはとても小さいので、1-α=1とみなす。

s3

化学が難しい受験では、最後の2つの式を暗記する必要があるかもしれない。
よう。

pHの求め方

pHは水素イオン濃度のlogをとって、マイナスにした値である。水素イオン濃度はCαだから

s4

となる。

参考

指数法則と対数法則
底の変換公式の証明
強酸と強塩基の pH の求め方(塩酸、硫酸、水酸化ナトリウム水溶液の pH)