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1 mol/L HClを1 mol/L NaOH（f=1.001）で滴定し、HClのファクターを計算したところ、
f=1.205であった。これをf=1.001にするには水を何 mL加えたらよいか。ただし、1 mol/L HClの全量は250 mLである。

計算してください


2
0.25 mol/L NH3の25 mLを、0.25 mol/L HClで滴定すると、当量点でのpHはいくらになるか求めよ。ただし、アンモニアの電離定数を、K(NH3)＝1.8×10(-5)とする。10(-5)は、10の-5乗とする。

計算してください

### 1. HClのファクター調整に必要な水の体積

与えられている条件:
- HCl濃度: 1 mol/L
- HClの全量: 250 mL
- 滴定で得たHClのファクター: f₁ = 1.205
- NaOHのファクター: f₂ = 1.001

目標とするファクターを得るために水を加えた場合、希釈によって濃度が変わるため、HCl溶液のファクターも変化します。

**ファクターの変化の式:**
希釈後のHClのファクターは、以下の式で計算されます。
\[
f_2 = \frac{f_1 \times V_{initial}}{V_{initial} + V_{added}}
\]

この式を変形し、水を加えた体積 \( V_{added} \) を求めます。
\[
V_{added} = \frac{f_1 \times V_{initial}}{f_2} - V_{initial}
\]

数値を代入すると、
\[
V_{added} = \frac{1.205 \times 250}{1.001} - 250
\]
\[
V_{added} = \frac{301.25}{1.001} - 250 = 301.1988 - 250 = 51.1988 \, \text{mL}
\]

**答え:**
ファクターを1.001にするには、水を **約51.2 mL** 加える必要があります。

---

### 2. NH3とHClの滴定による当量点でのpH

与えられている条件:
- NH₃濃度: 0.25 mol/L
- NH₃体積: 25 mL
- HCl濃度: 0.25 mol/L
- 電離定数 \( K_b(NH₃) = 1.8 \times 10^{-5} \)

滴定では、アンモニアと塩酸が反応し、当量点ではNH₄⁺（アンモニウムイオン）を生成します。当量点では、アンモニウムイオンが水中で解離し、弱酸性を示します。

**当量点での反応:**
\[
NH_3 + HCl \rightarrow NH_4^+
\]

この時、アンモニウムイオン（NH₄⁺）は水中で解離して水素イオンを供給します。NH₄⁺の解離定数 \( K_a \) は次のように計算されます:
\[
K_a \cdot K_b = K_w \quad (K_w = 1 \times 10^{-14})
\]
\[
K_a = \frac{K_w}{K_b} = \frac{1 \times 10^{-14}}{1.8 \times 10^{-5}} = 5.56 \times 10^{-10}
\]

**NH₄⁺の濃度:**
当量点ではNH₄⁺の濃度は、以下のように計算されます。
\[
C(NH_4^+) = \frac{0.25 \, \text{mol/L} \times 25 \, \text{mL}}{25 \, \text{mL} + 25 \, \text{mL}} = 0.125 \, \text{mol/L}
\]

**当量点でのpH:**
当量点でのpHは、NH₄⁺の解離によって生じる \( [H^+] \) の濃度から計算します。
\[
K_a = \frac{[H^+]^2}{[NH_4^+]}
\]
\[
[H^+] = \sqrt{K_a \times [NH_4^+]} = \sqrt{5.56 \times 10^{-10} \times 0.125} = 8.34 \times 10^{-6} \, \text{mol/L}
\]

この時のpHは、
\[
pH = -\log[H^+] = -\log(8.34 \times 10^{-6}) = 5.08
\]

**答え:**
当量点でのpHは **約5.08** です。

---

### 次の質問:
1. HClのファクターはどのように定義されていますか？
2. 水の体積を増やすと濃度はどのように変化しますか？
3. 当量点でのNH₄⁺濃度を計算する理由は何ですか？
4. アンモニウムイオンの解離定数 \(K_a\) の値は、他の弱酸と比較してどうですか？
5. 当量点でのpHが中性でない理由を説明できますか？

#### Tip:
滴定では当量点におけるpHの予測が重要であり、弱酸・弱塩基の電離定数の影響を理解することが有益です。

1 mol/L HClを1 mol/L NaOH（f=1.001）で滴定し、HClのファクターを計算したところ、f=1.205であった。これをf=1.001にするには水を何 mL加えたらよいか。ただし、1 mol/L HClの全量は250 mLである。計算してください。0.25 mol/L NH3の25 mLを、0.25 mol/L HClで滴定すると、当量点でのpHはいくらになるか求めよ。ただし、アンモニアの電離定数を、K(NH3)＝1.8×10(-5)とする。10(-5)は、10の-5乗とする。

Solve how much water to add to adjust 1 mol/L HCl from a factor of 1.205 to 1.001 using NaOH titration and calculate the pH at the equivalence point when titrating 0.25 mol/L NH3 with 0.25 mol/L HCl. Detailed steps include key concepts like dilution, acid-base titration, and equilibrium constants.

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