弱酸（酢酸水溶液）の電離度と pH の求め方（高校化学）

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。

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⁺

化学平衡の法則から下の式が成り立つ。

この定数を電離定数といい、高校の教科書などでは K_a と表す。電離定数 K_a は濃度によらない。モル濃度などはモル濃度と質量パーセント濃度と質量モル濃度の違いと変換公式を参照。

電離定数

酢酸水溶液の濃度を $C$、電離度を $\alpha$ として、$K$ を用いて電離式を変形する。

$\alpha$ はとても小さいので $1 - \alpha = 1$ とみなす。

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。pH は水素イオン濃度 $Cα$ を使って次のように求める。