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【演習】pH計算の問題、集めました。（基礎計算・希釈・混合など）
目次
はじめに
【プロ講師解説】このページでは『【演習】pH計算の問題、集めました。（基礎計算・希釈・混合など）』について解説しています。
pH計算演習問題
log102=0.3
log103=0.47
log105=0.7
塩酸の電離度：1
水酸化ナトリウムの電離度：1
水酸化カルシウムの電離度：1
酢酸の電離度：0.010
問1
0.010(mol/L)の塩酸HClのpHはいくつか。
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解答：2.0
\[ \begin{align} \mathrm{[H^{+}] }&= 0.010×1×1\\
&= 1.0×10^{-2} \end{align} \]
\[ \begin{align} \mathrm{pH}&=\mathrm{-log(1.0×10^{-2}) }\\
&= 2.0 \end{align} \]
問2
0.030(mol/L)の塩酸HClのpHはいくつか。
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解答：1.5
\[ \begin{align}\mathrm{ [H^{+}] }&= 0.030×1×1 \\
&= 3.0×10^{-2} \end{align} \]
\[ \begin{align} \mathrm{pH}&=-\mathrm{log}(3.0×10^{-2}) \\
&= 2-\mathrm{log}3\\
&= 1.53\\
&≒ 1.5 \end{align} \]
問3
0.10(mol/L)の水酸化ナトリウムNaOHのpHはいくつか。
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解答：13
\[ \begin{align} \mathrm{[OH^{-}]}&=0.10×1×1\\
&=1.0×10^{-1} \end{align}
\]
\[ \begin{align}\mathrm{ [H^{+}]}&=\frac{ 1.0×10^{-14} }{ \mathrm{[OH^{-}] }}\\
&=\frac{ 1.0×10^{-14} }{ 1.0×10^{-1} }\\
&=1.0×10^{-13}\end{align} \]
\[ \begin{align} \mathrm{pH}&=-\mathrm{log}(1.0×10^{-13})\\
&=13 \end{align} \]
問4
0.015(mol/L)の硫酸H2SO4のpHはいくつか。
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解答：1.5
\[ \begin{align} \mathrm{[H^{+}]} &= 0.015×2×1 \\
&= 3.0×10^{-2} \end{align}
\]
\[ \begin{align} \mathrm{pH}&=-\mathrm{log}(3.0×10^{-2}) \\
&= 2-\mathrm{log}3\\
&= 1.53\\
&≒ 1.5 \end{align} \]
問5
0.20(mol/L)の酢酸CH3COOHのpHはいくつか。
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解答：2.7
\[ \begin{align}\mathrm{ [H^{+}]} &= 0.20×1×0.010 \\
&= 2.0×10^{-3} \end{align}
\]
\[ \begin{align} \mathrm{pH}&=-\mathrm{log}(2.0×10^{-3}) \\
&= 3-\mathrm{log}2\\
&= 2.7 \end{align} \]
問6
pH2の塩酸HClのモル濃度(mol/L)を求めよ。
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解答：1.0×10^{-2}mol/L
pH=2↔︎[H＋]=10ー2(mol/L)のため、次のように考えることができる。
\[\begin{align}&\mathrm{ HCl→H^{+}+Cl^{-}}\\
&1.0×10^{-2} ←10^{-2}\end{align}\]
1個のHClから1個のH＋が電離するため、H＋の濃度をそのままHClの濃度と考えることができる。
問7
pH12の水酸化カルシウムCa(OH)2のモル濃度(mol/L)を求めよ。
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解答：5.0×10^{-3}mol/L
pH=12↔︎[H＋]=10ー12(mol/L)↔︎[OHー]=10ー2のため、次のように考えることができる。
\[ \begin{align}&\mathrm{Ca(OH)_{2}→Ca^{2+}+2OH^{-}}\\
&5.0×10^{-3} ←10^{-2}\end{align}\]
1個のCa(OH)2から2個のOHーが電離するため、OHーの濃度を1/2したものがCa(OH)2の濃度となる。
問8
1.0×10-2(mol/L)の塩酸HCl1.0(mL)に水を加え、全体で200(mL)とした。このときのpHを求めよ。
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解答：4.3
\[ \mathrm{1.0×10^{-2}(mol/L) × \frac{ 1.0 }{ 1000 }(L) = 1.0×10^{-5}(mol)}\]
\[ \mathrm{\frac{ 1.0×10^{-5}(mol) }{ \displaystyle \frac{ 200 }{ 1000 }(L) } = 5.0×10^{-5}(mol/L)}\]
\[ \begin{align}\mathrm{ [H^{+}]}&=5.0×10^{-5} ×1×1\\
&=5.0×10^{-5} \end{align}\]
\[ \begin{align} \mathrm{pH}&=-\mathrm{log}(5.0×10^{-5})\\
&=5-\mathrm{log}5\\
&=4.3 \end{align}\]
問9
1.0×10ー2(mol/L)の塩酸HCl10(ml)に2.0×10−3(mol/L)の水酸化ナトリウムNaOH10(ml)を加えた。このときのpHを求めよ。
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解答：2.4
\[ \begin{align} \mathrm{H^{+}}&=\mathrm{1.0×10^{-2}(mol/L) × \frac{ 10 }{ 1000 }(L) × 1}\\
&\mathrm{= 1.0×10^{-4}(mol)} \end{align}\]
\[ \begin{align} \mathrm{OH^{-}}&\mathrm{=2.0×10^{-3}(mol/L) × \frac{ 10 }{ 1000 }(L) × 1}\\
&\mathrm{=2.0×10^{-5}(mol)} \end{align}\]
\[ \underbrace{ 1.0×10^{-4}}_{ \mathrm{HClから出たH^{+}} } – \underbrace{ 2.0×10^{-5}}_{ \mathrm{NaOHから出たOH^{-}} } = \underbrace{ 8.0×10^{-5}}_{ \mathrm{余ったH^{+}} }\]
\[ \mathrm{\frac{ 8.0×10^{-5}(mol) }{ \displaystyle \frac{ 10+10 }{ 1000 }(L) } = 4.0×10^{-3}(mol/L)}\]
\[ \begin{align} \mathrm{pH}&\mathrm{=-log(4.0×10^{-3})}\\
&=3-\mathrm{log}4\\
&=3-2×\mathrm{log}2\\
&=2.4 \end{align}\]
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