酢酸（pKa 4.76）を水に溶かし、濃度0.10 mol/Lの水溶液を調製した…
酢酸（pKa 4.76）を水に溶かし、濃度0.10 mol/Lの水溶液を調製した。酢酸の電離度は1に比べて十分に小さく、弱酸の近似式が使えるものとする。この水溶液のpHとして最も近いのはどれか。
- ⑴ 1.0酢酸が完全に電離すると仮定した値で、強酸の0.10 mol/L溶液のpHにあたります。
- ⑵ 5.8pKaに濃度の項をそのまま加えた値で、2で割る操作が抜けています。
- ⑶ 4.8pKaそのものの値で、酢酸と酢酸イオンが等しい緩衝液のpHにあたります。
- ⑷ 2.9弱酸のpHはpKaと濃度の常用対数を用いて（4.76＋1.00）÷2で求められ、約2.9です。
- ⑸ 2.4濃度の項を加えずに、pKaを2で割っただけの値です。
解説
最も近いのは2.9です。電離度が小さい弱酸の水溶液では、水素イオン濃度は酸の濃度と電離定数の積の平方根で近似できます。両辺の常用対数をとると、pHはpKaから濃度の常用対数を引いた値の2分の1になり、（4.76＋1.00）÷2で約2.88です。強酸として扱うと1.0になり、pKaと等しい4.76は酸と共役塩基が等しい緩衝液のpHです。近似の条件を確かめてから式を使うことが大切です。
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