水素イオン濃度とpH
このノートの問いがそのまま復習カードになり、忘れかけたころに出題されます。
根拠は高等学校学習指導要領（平成30年告示）「化学基礎」の内容 (3) ア (ｲ) ㋐「酸・塩基と中和」。
内容の取扱いが「『酸と塩基』については、水素イオン濃度と pH との関係にも触れること」を
求めている部分にあたる。
0. どういう論点か
pH は、水素イオン濃度を指数で言い換えたものです。
| pH | 液性 | 水素イオン濃度 |
|---|---|---|
| 7 より小さい | 酸性 | 大きい |
| 7 | 中性 | 1.0 × 10⁻⁷ mol/L |
| 7 より大きい | 塩基性 | 小さい |
引っかけの分かれ目は次の 3 つ。
- pH が小さいほど酸性が強い（数が小さいほど H⁺ が多い。向きが逆に感じる）
- pH が 1 違うと、水素イオン濃度は 10 倍違う（2 違えば 100 倍）
- 薄めても中性を越えない（酸をどんなに薄めても pH は 7 に近づくだけ）
1. 水素イオン濃度と pH
根拠: 学習指導要領 化基-(3)-ア-(イ)-㋐
水溶液の酸性・塩基性の強さを決めているのは何の濃度？
水素イオン濃度［H⁺］
これが大きいほど酸性が強い。
pH と水素イオン濃度の関係は？
［H⁺］= 1.0 × 10⁻ⁿ mol/L のとき pH = n
指数の符号を取った数が pH。
中性の水溶液の pH と水素イオン濃度は？
pH = 7、［H⁺］= 1.0 × 10⁻⁷ mol/L
純水がこの状態。
酸性・塩基性の水溶液の pH は、7 より大きいか小さいか？
酸性は 7 より小さく、塩基性は 7 より大きい
pH が小さいほど酸性が強い。
pH が 1 違うと、水素イオン濃度は何倍違う？
10 倍
pH 3 と pH 5 なら 100 倍違う。
0.10 mol/L の塩酸の pH は？（電離度 1 とする）
1
強酸で完全に電離するので［H⁺］= 1.0 × 10⁻¹ mol/L。
0.010 mol/L の塩酸を 10 倍に薄めると pH はどうなる？
1 大きくなる（pH 2 → 3）
濃度が 1/10 になるので［H⁺］も 1/10 になる。
酸の水溶液をどんどん薄めていくと、pH は 7 を超えるか？
超えない（7 に近づくだけ）
薄めても塩基性にはならない。
2. 液性を調べる
根拠: 学習指導要領 化基-(3)-ア-(イ)-㋐
pH をおおまかに調べる方法を 2 つ挙げると？
pH 試験紙（万能指示薬）を使う・pH メーターで測る
色の変化で調べるか、電気的に測る。
リトマス紙の色の変化は？
酸性で青色リトマス紙が赤くなり、塩基性で赤色リトマス紙が青くなる
中性では変化しない。
BTB 溶液の色は、酸性・中性・塩基性でそれぞれどうなる？
酸性で黄色、中性で緑色、塩基性で青色
中性が緑になるので、中和の実験で使いやすい。
胃液・レモン・水道水・せっけん水・胃薬の中で、pH が最も小さいのはどれ？
胃液（pH は約 1〜2）
身近な水溶液の pH の目安: レモン 2〜3、水道水 7 前後、せっけん水 10 前後。
同じ pH の塩酸と酢酸を比べると、濃度はどちらが大きいか？
酢酸
酢酸は電離度が小さいので、同じ［H⁺］にするには濃度を大きくする必要がある。
pH を使うと便利なのはなぜ？
水素イオン濃度が 10⁻¹ から 10⁻¹⁴ のように広い範囲で変わるので、指数の数だけで扱えるから
0 から 14 程度の小さな数で比較できる。