２００４年１２月１５日（水），１７日（金） 04ko1-21 Ⅰ実験１１ 溶液のｐＨの測定
 今日は，ｐＨ（ピーエイチ）について調べましょう。ｐＨという記号は，今までに見たことがあるでしょうね。これは，水溶液中の水素イオンの濃度を表すものです。ｐＨ７が中性で，それより小さければ酸性，大きければ塩基性です。蒸留水には空気中の二酸化炭素が溶けているので，ｐＨは６ぐらいです。水道水はｐＨが７に調整されています。ｐＨメーターを使って，水道水のｐＨを測定して下さい。７になるはずです。  次に３種類の溶液を使って，それぞれ３種類の濃度を調整して下さい。溶液は，１．０ｍｏｌ/ｌ の塩酸，１．０ｍｏｌ/ｌ の酢酸，１．０ｍｏｌ/ｌ の水酸化ナトリウム水溶液です。 準備ができたら，それぞれの水溶液のｐＨを測定しましょう。 |
 実験１１ 溶液のｐＨの測定 １．水道水のｐＨを測定する。（水道水は中性に調整されている。） ２．３個のビーカーに，それぞれ水道水を４５ｍｌ とる。 ３．１．０ｍｏｌ/ｌ の塩酸ＨＣｌ５．０ｍｌ を，４５ｍｌ の水道水に加える。このとき，駒込ピペット内に残った塩酸をすべてビーカーに加えるため，駒込ピペットで水溶液を４～５回吸引，排出する。 ４．３の溶液５．０ｍｌ を，４５ｍｌ の水道水に加え，３と同様の操作を行う。 ５．４の溶液５．０ｍｌ を，４５ｍｌ の水道水に加え，４と同様の操作を行う。 ６．各溶液のｐＨを，濃度の小さい順に測定する。 ７．塩酸と同様にして，１．０ｍｏｌ/ｌ の酢酸ＣＨ３ＣＯＯＨ水溶液を，１０分の１，１００分の１，１０００分の１にうすめ， そのｐＨを測定する。 ８．塩酸と同様にして，１．０ｍｏｌ/ｌ の水酸化ナトリウムＮａＯＨ水溶液を，１０分の１，１００分の１，１０００分の１に うすめ，そのｐＨを測定する。 塩酸の結果
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３の濃度＝溶質の物質量〔ｍｏｌ〕/溶液の体積〔ｌ 〕＝１．０×５．０/１０００×１０００/５０＝０．１０〔ｍｏｌ/ｌ 〕ですね。４の濃度＝０．１０×５．０/１０００×１０００/５０＝０．０１０〔ｍｏｌ/ｌ 〕ですね。５の濃度＝０．０１０×５．０/１０００×１０００/５０＝０．００１０〔ｍｏｌ/ｌ 〕ですね。 実験結果の確認をしましょう。塩酸の結果例
酢酸の結果例
水酸化ナトリウム水溶液の結果例
塩酸と水酸化ナトリウム水溶液のｐＨと水素イオン濃度の間に，どのような関係があるかわかりますか。そう水素イオン濃度の指数の－をとった値がｐＨであることがわかります。 時間があれば，次の実験に進みましょう。 |
９．身近な溶液のｐＨをｐＨ試験紙で測定し，その液性を酸性，中性，塩基性に分類する。
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実験結果を確認しましょう
     それでは，考察です。 |
 １．塩酸の濃度から［Ｈ＋］を求め，さらにｐＨを計算すると，
２．水酸化ナトリウム水溶液の濃度から［ＯＨ－］を求め，さらに［Ｈ＋］とｐＨを計算すると，
 水酸化ナトリウム水溶液のｐＨの計算方法について，詳しく説明しましょう。水酸化ナトリウム水溶液は，次のように完全に電離していると考えると， ＮａＯＨ → Ｎａ＋ ＋ ＯＨ－ 水酸化物イオン濃度［ＯＨ－］は水酸化ナトリウム水溶液の濃度［ＮａＯＨ］に等しい。 すなわち，［ＯＨ－］＝［ＮａＯＨ］ 水のイオン積［Ｈ＋］［ＯＨ－］＝Ｋｗ＝１．０×１０－１４より， ［Ｈ＋］＝１．０×１０－１４/［ＯＨ－］ として求めることができる。 ｐＨ＝－ｌｏｇ１０［Ｈ＋］ したがって，［ＮａＯＨ］＝１×１０－１のとき，［ＯＨ－］＝１×１０－１，［Ｈ＋］＝１×１０－１３ ｐＨ＝－ｌｏｇ１０（１×１０－１３）＝－ｌｏｇ１０１＋１３ｌｏｇ１０１０＝１３ |
| 今日の実験のポイントは，次の通りです。 １．１価の強酸は，完全に電離していると考えると，酸の濃度と水素イオン濃度［Ｈ＋］は等しくなります。 ２．１価の強塩基は，完全に電離していると考えると，塩基の濃度と水酸化物イオン濃度［ＯＨ－］は等しくなります。 ３．水のイオン積［Ｈ＋］［ＯＨ－］＝Ｋｗを使うと，水酸化物イオン濃度［ＯＨ－］から水素イオン濃度［Ｈ＋］を求めることができます。 |