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資料の原本内容
緩衝液のpHの求め方
緩衝液のpHを求める場合、ヘンダーソン式である①式にpKa及び分子形の濃度、イオン形の濃度を代入する。
pH＝pKa＋log ……①（酸性物質の場合）
ただ、分子形の濃度、イオン形の濃度を求めて、ヘンダーソン式に代入すると計算過程が複雑になるため、緩衝液中の分子のモル数、イオンのモル数を代入してpHを求める方が簡便である。このことを踏まえて緩衝液のpHを求めてみよう。
緩衝液のpHを求める問題のパターン
パターン１
緩衝液のpHを求める。
（例：0.1 mol/L酢酸（pKa＝4.76）と0.1 mol/L酢酸ナトリウムを含有する緩衝液が１L存在する）
酢酸（分子形）のモル数及び酢酸ナトリウム（イオン形）のモル数を計算し、①式に代入する。
酢酸のモル数＝0.1 mol/L×１L＝0.1 mol
酢酸ナトリウムのモル数＝0.1 mol/L×１L＝0.1 mol
pH＝pKa＋log ＝4.76＋log ＝4.76
パターン２
緩衝液を調整後のpHを求める。
（例：0.1 mol/L酢酸液と0.1 mol/L酢酸ナトリウム液を２：３で混合し、全量500 mLを調整する）
酢酸（分子）のモル数及び酢酸ナトリウム（イオン）のモル数を計算し、①式に代入する。
酢酸液：酢酸ナトリウム液＝２：３＝200 mL：300 mL
酢酸のモル数＝0.1 mol/L×200 mL＝0.02 mol
酢酸ナトリウムのモル数＝0.1 mol/L×300 mL＝0.03 mol
pH＝pKa＋log ＝4.76＋log
＝4.76+log3－log2＝4.76＋0.48－0.3＝4.94
パターン３
緩衝液に強酸（または強塩基）を加えた場合のpHを求める。
（例：0.1 mol/L酢酸（pKa＝4.76）と0.1 mol/L酢酸ナトリウムを含有する緩衝液１Lに1.0 mol/Lの塩酸50 ｍLを加える）
酢酸緩衝液中に塩酸を加えた場合、緩衝液中で酢酸ナトリウムと塩酸が反応を起こす。そのため、緩衝液中で起こる反応式より、反応後の酢酸と酢酸ナトリウムのモル数を計算し、①式に代入する。
反応式
CHCOONa＋HCl CHCOOH＋NaCl
0.1 mol/L 1.0 mol/L 0.1 mol/L
１L 50 mL １L
反応前 0.1 0.05 0.1
反応中 －0.05 －0.05 ＋0.05 ＋0.05
反応後 0.05 0 0.15 0.05
pH＝pKa＋log ＝4.76＋log
＝4.76+log１－log３＝4.76－0.48＝4.28
パターン４
緩衝液を調整後、強酸（または強塩基）を加えた場合のpHを求める。
（例：0.1 mol/L酢酸液と0.1 mol/L酢酸ナトリウム液を２：３で混合し、全量500 mLを調整後、1.0 mol/Lの塩酸50 ｍLを加える）
酢酸緩衝液中に塩酸を加えた場合、緩衝液中で酢酸ナトリウムと塩酸が反応を起こす。そのため、緩衝液中で起こる反応式より、反応後の酢酸と酢酸ナトリウムのモル数を計算し、①式に代入する。
酢酸液：酢酸ナトリウム液＝２：３＝200 mL：300 mL
反応式
CHCOONa＋HCl CHCOOH＋NaCl
0.1 mol/L 0.1 mol/L 0.1 mol/L
300 mL 50 mL 200 mL
反応前 0.03 0.005 0.02
反応中 －0.05 －0.005 ＋0.005 ＋0.005
反応後 0.025 0 0.025 0.005
pH＝pKa＋log ＝4.76＋log ＝4.76+log1＝4.76
