pH ピーエイチ 水素イオン指数 power of Hydrogen

pH ピーエイチ 水素イオン指数 power of Hydrogen

pH ピーエイチ 水素イオン指数 power of Hydrogen

pH ピーエイチ 水素イオン指数 power of Hydrogen


pH(ぴーえいち)のまとめです。pHはpower of Hydrogenの略で、水素イオン指数のことです。わかりやすくいえば、どれだけ水素イオンが溶けているか、数値によって表すのがpHです。

pHの数値は0--14までありpH7が中性、pHが7より小さくなるほど酸性が強く、pHが7より大きくなるほどアルカリ性が強くなります。


【化学教材】
化学の重要用語句のまとめ解説教材です。公立高校・中高一貫校・大学受験生のためにプロ家庭教師がカリキュラム設計しています。

無料の解説・問題・解答のダウンロードがあるので、初心者でも独学で勉強できます。

講義解説を読みながら、順番に問題を解き進めることで、基礎から化学の学力を完成していけます。


【科目】
化学(化学基礎+理論化学)

【領域】
pH・電解質・電離・イオン積$K_w$の計算

【単元】

【カリキュラム】
公立高校化学+大学受験化学

【教材プリントダウンロード】

【対象生徒】
化学初心者・公立高校・中高一貫校・大学受験生

【対応試験】
大学入学共通テスト(旧センター試験)
難関国立大学(東大・京大・旧帝大)
難関私立大学(慶応・早稲田・MARCH)

【プロ家庭教師 化学対策講座】
難関大学の化学対策講座カリキュラムをプロ家庭教師に指導依頼できます。

スポンサーさん

pH ピーエイチ 水素イオン指数


【電解質】

物質には、水に溶ける物質(水溶性)と水に溶けない物質(不溶性)があります。

水に溶けて、水中で電気を通す物質を、電解質(でんかいしつ)と呼びます。

電解質は、水中でプラスかマイナスの電気を帯びてイオン(ion)と呼ばれる状態になります。

電解質が水中でイオンとなることを電離(でんり)と呼びます。


【水素イオン】

水は電離すると、水素イオン(${H}^{+}$)と水酸化物イオン(${OH}^{-}$)になります。

水素イオン濃度と水酸化物イオン濃度を掛けると、常に一定という法則があります。

水素イオン濃度=[${H}^{+}$]
水酸化物イオン濃度=[${OH}^{-}$]
とおくと

[${H}^{+}$]$\times$[${OH}^{-}$]
=$1.0\times10^{-14}$

が成立します。

$1.0\times10^{-14}$の値をイオン積(いおんせき)と呼びます。

イオン積は記号で$K_w$と書かれます。

$K_w$=$1.0\times10^{-14}$

イオン積の単位は$(mol/L)^2$で
通常は$25^\circ$Cで計算します。



【水素イオン濃度】

水素イオン濃度は
$1.0\times10^{-4}$や
$1.0\times10^{-7}$や
$1.0\times10^{-9}$と書けば
相手に伝えることができます。

しかし、水素イオン濃度はよく用いられるので、もう少し短い記号で表現したくなります。

そこで水素イオン濃度の指数だけに注目して、表現します。

$1.0\times10^{-4}$なら$-4$
$1.0\times10^{-7}$なら$-7$
$1.0\times10^{-9}$なら$-9$

そしてマイナスだと見にくいので、マイナスを取ります。

$1.0\times10^{-4}$なら$-4\times(-1)$=4
$1.0\times10^{-7}$なら$-7\times(-1)$=7
$1.0\times10^{-9}$なら$-9\times(-1)$=9

この値をpHと呼びます。

$1.0\times10^{-4}$なら$-4\times(-1)$=pH4
$1.0\times10^{-7}$なら$-7\times(-1)$=pH7
$1.0\times10^{-9}$なら$-9\times(-1)$=pH9

pHは、水素イオン濃度をより直観的にわかりやすくします。



【pHとは】
pHはpower of Hydrogenの略で、水素イオン指数のことです。わかりやすくいえば、どれだけ水素イオンが溶けているか、数値によって表すのがpHです。

pHは英語読みでは「ピーエイチ」です。ドイツ語読みでは「ペーハー」です。両方が用いられています。



【pHの計算】

pHは対数です。

pHが1上がると、水素イオン濃度は10分の1倍になります。
pHが1下がると、水素イオン濃度は10倍になります。

pHの数学的な定義は以下になります。

pH=$-log_{10}$[${H}^{+}$]
水素イオン濃度=[${H}^{+}$]

【pHの意味】
pHの数値は0--14まであります。pH7が性です。

水素イオンが多く溶けていると、pHが下がり、PHが7より小さくなるほど性が強くなります。

水素イオンが少なく溶けていると、pHが上がり、PHは7より大きくなるほどアルカリ性が強くなります。

pH酸/アルカリ日常生活
1強酸性胃液
2強酸性レモン果汁
3強酸性お酢
4強酸性
5強酸性コーヒー
6弱酸性雨水
7中性純水
8弱アルカリ性海水
9強アルカリ性
10強アルカリ性石鹸水
11強アルカリ性
12強アルカリ性コンクリート
13強アルカリ性塩素系漂白剤
14強アルカリ性アルカリ乾電池




【参考文献】

IUPAC(アイユーパック 国際純正応用化学連合)

植物とpH




問題演習 pHの計算


【問題演習 pHの計算】

水溶液のpHについて、以下の問題に答えなさい。

1:水のイオン積$K_w$を書きなさい。

2:水素イオン濃度が$1.0\times10^{-3}$の時、水溶液のpHはいくらですか。

3:水酸化物イオン濃度が$1.0\times10^{-3}$の時、水溶液のpHはいくらですか。

3:pH7がpH5に変化すると、水溶液中の水素イオン濃度は何倍になりますか。




【問題演習 pHの計算 解答解説】

水溶液のpHについて、以下の問題に答えなさい。

1:水のイオン積$K_w$を書きなさい。
$K_w$=$1.0\times10^{-14}$
$(mol/L)^2$ ($25^\circ$C)


2:水素イオン濃度が$1.0\times10^{-3}$の時、水溶液のpHはいくらですか。
pH=$-log_{10}1.0\times10^{-3}$=


3:水酸化物イオン濃度が$1.0\times10^{-3}$の時、水溶液のpHはいくらですか。
$K_w$=$1.0\times10^{-14}$
なので
[${H}^{+}$]を水素イオン濃度
[${OH}^{-}$]を水酸化物イオン濃度
とすると

$K_w$=[${H}^{+}$]$\times$[${OH}^{-}$]
なので
$1.0\times10^{-14}$=[${H}^{+}$] $\times$ $1.0\times10^{-3}$

[${H}^{+}$]=$1.0\times10^{-11}$

PH=$-log_{10}1.0\times10^{-11}$=11


4:pH7がpH5に変化すると、水溶液中の水素イオン濃度は何倍になりますか。

pH7の時の水素イオン濃度は
$1.0\times10^{-7}$

pH5の時の水素イオン濃度は
$1.0\times10^{-5}$

よって
$1.0\times10^{-5}$ $\div$ $1.0\times10^{-7}$
100

スポンサーさん