高校化学酸と塩基

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。

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。

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。

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。

α はとても小さいので、1 - α = 1 とみなす。

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 だから次のように求める。

酢酸