第73回（2022.12）環境計量に関する基礎知識（化学）問9

 📁第73回（令和４年12月）

水のイオン積とpHに関する設問です。

＜10℃ のとき＞

pK_w = －log₁₀K_w より 10℃ の水の K_w は

pK_w = 14.54 だから K_w = －log₁₀10^-14.54

よって、K_w = 1.0 x 10^-14.54 ･･･①

問題文より pH = 7 だから [H⁺] = 1.0 x 10^-7･･･②

①と②を K_w = [H⁺][OH^-] に代入すると

1.0 x 10^-14.54 = [1.0 x 10^-7][OH^-]

[OH^-] = 1.0 × 10^-7.54

以上より [1.0 x 10^-7] > [1.0 x 10^-7.54] だから [H⁺] > [OH^-] 。
したがって、10℃における pH = 7.00 の水溶液は酸性。

＜40℃ のとき＞

pK_w = 13.54 だから K_w = －log₁₀10^-13.54

よって、K_w = 1.0 x 10^-13.54 ･･･③

①と②を K_w = [H⁺][OH^-] に代入すると

1.0 x 10^-13.54 = [1.0 x 10^-7][OH^-]

[OH^-] = 1.0 × 10^-6.54

以上より [1.0 x 10^-7] < [1.0 x 10^-6.54] だから [H⁺] < [OH^-] 。
したがって、40℃における pH = 7.00 の水溶液は塩基性。

正解は１