化学基礎ワンポイント学習法⑤|東三条駅前教室

2021年12月23日

【水素イオン濃度とpH】◎新潟駅・東三条駅・六日町駅・長岡駅・上越高田駅・仙台駅の塾、真友ゼミの講師陣による大学受験勉強方法ブログ!

 

 

 

 

今回は水素イオン濃度とpHについてやっていきたいと思います。

 

 

 

水は常温でごくわずかに電離しています。
純水においてはH⁺とOH⁻のモル濃度は等しく、25℃では、

 

 [H⁺]=[OH⁻]=1.00×10⁻mol/L

 

となっています。

 

 

水に酸を溶かすと、H⁺の濃度が増加し、水溶液は酸性に。
また、水に塩基を溶かすと、OH⁻の濃度が増加し、水溶液は塩基性になります。

 

 

しかし、水溶液中の[H⁺]と[OH⁻]の積は

 

 [H⁺][OH⁻]=1.0×10-14(mol/L)2

 

と酸性水溶液でも塩基性水溶液でも一定です。
この関係は純水だけでなく、すべての水溶液中で成り立っています。

 

 

そして

 

 

[H⁺]  10-1 10-2 10-3  ・・・ 10-7 ・・・ 10-11 10-12 10-13

[OH⁻] 10-13 10-12 10-11 ・・・ 10-7 ・・・ 10-3  10-2  10-1

    酸性   ← →    中性    ← →    塩基性

 

 

 

このような関係になっています。

この表より、水溶液中の[H⁺]は酸性が強いほど大きく、塩基性が強いほど小さいことがわかりますね。

 

そのため、[H⁺]の値で酸性・塩基性の強さを表すことができます。pHは酸性・塩基性の強さを[H⁺]の指数で表した数値です。

 

つまり、[H⁺]=10-1mol/L のとき pH=1  となります。

 

 

では、[OH⁻]が与えられた場合は…というと、[H⁺]と[OH⁻]の関係である

[H⁺][OH⁻]=1.0×10-14(mol/L)2より[H⁺]を求めて、pHを導きます。

 

 

例えば、

 

[OH⁻]=10-3mol/Lの水溶液は[H⁺]=10-14/10-3=10-11mol/L よってpH=11 となります。

 

 

そして

 

pH>7 のとき 酸性

pH=7 のとき 中性

pH<7 のとき 塩基性    になります。

 

 

 

この分野で覚えてほしいことは以上です。

 

pHの計算は簡単なように見えるかもしれませんが問題としてはほかの分野の知識を使いつつ求めることが多く計算しづらいことがあるので注意しましょう!

 

 

 

 

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