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現役薬学生が解説!pH計算の式の導出。(強酸・強塩基編)

2020/02/27
 
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この記事を書いている人 - WRITER -
yasu
現役薬学生のyasuです。 初めてブログ投稿しますが、よろしくお願いします! 主に洋楽、EDM、文房具、勉強法などの情報を発信していきます! また、心理学にも興味があるので、日常で役に立つ心理学の知識を記事にしていきたいと思います。

現役大学生がわかりやすく解説!pH計算の式の導出。(強酸・強塩基)編

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皆さんは、化学の勉強をしていますか?

おそらく、高校に通っている方は一度は化学を勉強したことがあるのではないでしょうか。

そんな化学の勉強でつまずくのがpH計算。結構難しいですよね。pHの公式なんか意味が分かりませんよねw

そこで今回は、強酸・強塩基のpH計算で使う公式がどうやって導き出されているのかを、できるだけわかりやすく解説していきたいと思います。

私自身まだ、至らない点がありますが、少しでも皆さんの力になれれば幸いです。

では、早速解説していきますよ~

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強酸の公式の導出

強酸の公式

pH =-log[H]

これから上の式を導出していきます。


① まず、強酸が水溶液中でどのように存在しているか考えます。

強酸は強い酸性を示す。つまり、水素イオンを多く放出する物質です。

HCl  ⇆  ClH

なので、上の式の水素イオンの濃度に注目します。

水素イオンの濃度=1.0×10-n(mol/L)とすると、

[H+]=1.0×10-n(mol/L)

と表せる。


 次に、両辺に常用対数をとると、

log10[H+]=log101.0×10-n


 両辺にマイナスをかけて、

-log10[H+]=-log101.0×10-n

-log10[H+]=n

よって、

pH=-log10[H+]  完成!

ポイント
強酸なので、水溶液中では、ほとんどの分子が電離してイオンとして存在しているという事が大切。

強塩基の公式の導出

強塩基の公式

pOH=-log[OH]

これから上の式を導出していきます。

手順はほとんど強酸の場合と同じです。


① まず、強塩基が水溶液中でどのように存在しているか考えます。

強塩基性は強い塩基性を示す。つまり、水酸化物イオンを多く放出する物質です。

NaOH  ⇆OH-  +  Na+

なので、上の式の水酸化物イオンの濃度に注目します。

水酸化物イオンの濃度=1.0×10-n(mol/L)とすると、

[OH]=1.0×10-n(mol/L)

と表せる。


 次に、両辺に常用対数をとると、

log10[OH]=log101.0×10-n


 両辺にマイナスをかけて、

-log10[OH]=-log101.0×10-n

-log10[OH]=n

よって、

pOH=-log10[OH]  完成!

ポイント
強塩基なので、水溶液中では、ほとんどの分子が電離してイオンとして存在しているという事が大切。

まとめ

いかがでしたか?

公式がどのような手順で求められているか知ることで、グッと理解が深まりますよ!

今回も本記事をご覧いただきありがとうございました。

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現役薬学生のyasuです。 初めてブログ投稿しますが、よろしくお願いします! 主に洋楽、EDM、文房具、勉強法などの情報を発信していきます! また、心理学にも興味があるので、日常で役に立つ心理学の知識を記事にしていきたいと思います。

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