【質問】化学(高校):酸をどんどん希釈すれば、pH は7より大きくならないですか?

〔質問〕
酸をどんどん希釈すれば、pH は7より大きくならないですか?
逆に塩基であれば、7 より小さくならないのですか?
〔回答〕
結論から言うと、酸の希釈および塩基の希釈によって pH が 7 をまたぐことはないです。
感覚的なこととして、酸にしても塩基にしても、どんどん薄めるとほぼ水に近づくわけですので、pH としては、中性の7(←水のpH)に近づくようになるはずです
(極端に言えば、プールに塩酸が多少あったとしても、プールが満杯になるまで水を入れたら、「ほぼ水」の状態)
〔詳細〕
理論的なこととしては、pH=7 付近まで来ると、水の電離の影響が生じるためです。
※ 純水中では、一部の水分子が電離し、10-7mol/Lほどの H 及び OH が存在。

pH=1 や 2 からの希釈であれば、例えば100倍に希釈しても水素イオン濃度は(0.1mol/L から)0.001mol/L や(0.01mol/L から)0.0001mol/L となり、水の電離の影響はまだまだ微々たるものなわけです。
(要は「0.001 や 0.0001 に対して 0.0000001 は十分に無視できる程度の値」と言う話)

一方、例えば pH=6(10-6mol/L)辺りからさらに100倍に希釈すれば、単純計算として 10-8mol/L(0.00000001)になるわけですが、
となると、水の電離による 10-7mol/L(0.0000001)の方が値が大きくなり、単純計算としては両者を合わせた 0.00000011mol/L となるわけです。
(正確にはきちんとした計算が必要)

つまり、どれだけ薄めたとしても、水素イオン濃度はわずかとはいえ 10-7mol/L以上にはなるため、「酸の希釈によって pH の値が7以上になることはない」ということになります
(塩基における水酸化物イオン濃度も同じ話)

 

※ 理解を優先するために、あえて大雑把に書いてある場合があります

 
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