Chemistry Labs

問題 1

ラベルの破れた酸の瓶。酸の希薄水溶液の瓶のラベルが破損し、濃度だけが読み取れた。pH計で測定すると水素イオン濃度がラベルの値と一致していた（[HX+]=c[\ce{H+}] = c）。(1.1) 10倍に希釈したときに pH が1単位変化したとすると、溶液に含まれうる4種の酸の化学式を挙げよ。(1.2) この希薄溶液が硫酸（pKa2=1.99pK_{a2} = 1.99）を含むことはありうるか？Yes/Noで答え、Yesなら pH を計算（または推定）せよ。(1.3) 酢酸（pKa=4.76pK_a = 4.76）を含むことはありうるか？Yes/Noで答え、Yesなら pH を計算（または推定）せよ。(1.4) EDTA（エチレンジアミン四酢酸；pKa1=1.70pK_{a1} = 1.70, pKa2=2.60pK_{a2} = 2.60, pKa3=6.30pK_{a3} = 6.30, pKa4=10.60pK_{a4} = 10.60）を含むことはありうるか？Yes/Noで答え、Yesならその濃度を求めよ。
ステップ 2/4: 硫酸の判定
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[HX+]=c+[SOX4X2−]>c  ⇒  Sulfuric acid: No[\ce{H+}] = c + [\ce{SO4^{2-}}] > c \;\Rightarrow\; \text{Sulfuric acid: No}
分析

硫酸は第1段階で完全解離して cc mol L−1^{-1} の HX+\ce{H+} を生じ、第2段階 HSOX4X−⇌HX++SOX4X2−\ce{HSO4- <=> H+ + SO4^{2-}} でも必ず HX+\ce{H+} を解離するため、常に [HX+]=c+[SOX4X2−]>c[\ce{H+}] = c + [\ce{SO4^{2-}}] > c。答：No。