産業医科大学化学2013年第2問

次の文を読み、以下の問に答えなさい。

a酢酸水溶液に水を加えると、平衡は電離する方向に移動する。このとき、水素イオン$\text{H}^+$量は増加するが、溶液のpHは大きくなる。この平衡移動を以下の希釈操作から定量的に考察する。濃度$c$ mol/Lの酢酸水溶液10mLをホールピペットで取り、1Lのメスフラスコに入れ、標線まで水を加え混合した。最初の酢酸10mL中の$\text{H}^+$の物質量は$\fbox{ ア }$で、希釈した酢酸水溶液1L中の$\text{H}^+$の物質量は$\fbox{ イ }$と近似できる。従って、この希釈操作で$\text{H}^+$の物質量は約$\fbox{ ウ }$倍になる。この希釈した酢酸水溶液のpHは、b最初の酢酸水溶液のpHより約1大きくなる

酢酸の電離定数を$K_a$とし、最初の酢酸水溶液の濃度$c$は1mol/L以上で、この濃度での電離度を$α$とする。

  • 問1 下線aの平衡移動が起こることを示す式を書きなさい。
  • 問2 $\fbox{ ア }$、$\fbox{ イ }$の量を、$c$、$α$を用いた式で答えなさい。また、$\fbox{ ウ }$に当てはまる数値を答えなさい。
  • 問3 下線bの理由を$K_a$、$c$、$α$を用いて説明しなさい。