− 第3章 物質の変化−第5講 −

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3−5 いろいろな化学平衡
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2.多段階電離
弱電解質が二段階以上で電離平衡に達している状態を多段階電離という。各電離段階においては、それぞれ電離定数が存在する。
■ 硫化水素の二段階電離

2S  H+ + HS-     1 [H+][HS-
――――――――
[H2S]
HS-  H+ + S2-     2 [H+][S2-
――――――――
[HS-

一般に、K1 > K2であり、1×K2=Ka(Ka:H2Sの電離定数)

3.塩の加水分解
弱酸と強塩基からなる塩を水に溶かすと、その水溶液は弱アルカリ性を示す。また、強酸と弱塩基からなる塩を水に溶かすと、その水溶液は弱酸性を示す。
■ 弱酸と強塩基からなる塩(例:酢酸ナトリウム)

CH3COONa  CH3COO- + Na+

CH3COO-  +  2 CH3COOH  +  OH-
(C−X)mol       X mol   X mol

このように、塩の電離で生じた酢酸イオンの一部が水と反応し、水酸化物イオンを生じるために水溶液は弱アルカリ性を示す。
酢酸イオンと水との電離平衡における平衡定数Kは
(加水分解定数ともいう)

K=  [CH3COOH][OH-
――――――――――――
[CH3COO-

この関係式の右辺の分母・分子に[H+]をかけると、酢酸の電離定数aと水のイオン積Wを用いた式に変形することもできる。
K=  [CH3COOH][OH-][H+
――――――――――――――――
[CH3COO-][H+
  W
――
a

一般に、水のイオン積Wは一定であるので、酸の電離定数aが小さいほど、平衡定数の値は大きくなる。
平衡定数が大きいほど、加水分解をおこしやすく、水酸化物イオン濃度[OH-が大きくなり、その水溶液のpHは大きくなる。

《例題》
酢酸よりもギ酸の方が電離定数が大きい。同じ濃度のギ酸ナトリウムHCOONaと酢酸ナトリウムCH3COONaの水溶液では、どちらがpHが大きいか。
酸の電離定数が小さいほど水酸化物イオン濃度は大きくなりpHも大きくなる。

〔 答え: 酢酸 〕
■ 弱塩基と強酸からなる塩(例:塩化アンモニウム)

NH4Cl  NH4+ + Cl-

NH4+  +  2 NH3  +  3+
(C−X)mol       X mol   X mol

このように、塩の電離で生じたアンモニウムイオンの一部が水と反応し、水素イオン(オキソニウムイオン)を生じるために水溶液は弱酸性を示す。
アンモニウムイオンと水との電離平衡における平衡定数Kは
(加水分解定数ともいう)

K=  [NH3][H3+
――――――――――――
[NH4+

この関係式の右辺の分母・分子に[OH-]をかけると、アンモニアの電離定数bと水のイオン積Wを用いた式に変形することもできる。
K=  [NH3][H3+][OH-
――――――――――――――――
[NH4+][OH-
  W
――
b

一般に、水のイオン積Wは一定であるので、塩基の電離定数bが小さいほど、平衡定数の値は大きくなる。
平衡定数が大きいほど、加水分解をおこしやすく、水素イオン(オキソニウムイオン)濃度[H+が大きくなり、その水溶液のpHは小さくなる。

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