〔質問〕 塩基を薄めてもpHが大きくならない(強塩基にならない)のはなぜですか |
〔回答〕 水の性質として、 ・水分子も一部は電離する ・水素イオン濃度×水酸化物イオン濃度=10-14 になるように調整される というものがあります。 たしかに塩基を薄めることで、一見、H+ の濃度が下がってpHとしては増えるように思えますが、 |
※ 数値例
例えば、水酸化物イオン濃度が 10-2mol/L なら、水素イオン濃度は自動的に 10-12mol/L となります。
(積が 10-14 であるはずのため)
この水溶液(塩基性)を100倍に薄めた場合、一見、
・水酸化物イオン濃度が 10-4mol/L
・水素イオン濃度が 10-14mol/L
になる(それぞれ1/100倍)ように思えますが、
この積が 10-14 ではないため、電離による調整が行われ、
実際には、概ね「水酸化物イオン濃度が 10-4mol/L、水素イオン濃度が 10-10mol/L くらいのところ」で落ち着くことになります。
(水酸化物イオン濃度は下がっている。塩基としては薄くなっている)
なお、ここで水酸化物イオン濃度が 10-4mol/L のままでほとんど変わらない理由は、
[OH-]=0.0001mol/L(10-4)
[H+]=0.00000000000001mol/L(10-14)に対し、
水の電離でそれぞれ 0.0000000001mol/L(10-10)分ずつ追加されると(増加分は同数)、
[OH-] の方は 0.0001000001mol/L となって、ほとんど 0.0001mol/L のまま変わらない一方、
[H+] の方は 0.00000000010001mol/L となって、近似値としてはこの赤の方を採用することになることで、積としての 10-14 を満たすことになるためです
※ 水素イオンの増加数が、水素イオン濃度に与えるインパクトが大きい
※ 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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