酸の混合物

強酸と弱酸の混合物では、強酸は完全かつ大幅に解離し、ヒドロニウムイオンの濃度を増加させますが、弱酸は部分的にしか解離しません。同様に、2つの弱酸の混合物では、比較的強い酸は弱い酸よりも多くのヒドロニウムイオンを生成します。

どちらの場合も、より強い酸の存在下にあると、弱い酸の解離が抑制されます。ル・シャトリエの原理は、より強い酸によるヒドロニウムイオンの形成が平衡を反応物にシフトさせ、それによって弱酸の解離を減少させると説明しています。

したがって、酸の混合物のpHは、主により強い酸の濃度によって決定されます。たとえば、0.15モルの塩酸と0.30モルの青酸を含む混合物では、強酸である塩酸は0.15モルのヒドロニウムイオン濃度を生成します。

対照的に、青酸(弱酸)は部分的にしか解離しません。青酸によって生成されるヒドロニウムイオンの濃度は、その酸解離定数、KA、およびICEテーブルから計算できます。

ヒドロニウムイオンの初期濃度は塩酸の初期濃度0.15モルに等しく、シアン化物イオンの初期濃度はゼロです。ヒドロニウムイオンとシアン化物イオンの濃度の変化はxで表されます。

x は比較的小さい数であるため、0.30 から x を引いた値を 0.30 に近似し、0.15 と x を 5% ルールを使用して 0.15 に近似できます。

青酸のKAは4.9×^10-10であり、ヒドロニウムイオンの濃度にシアン化物イオンの濃度を掛けたものをシアン化水素酸の濃度で割ったものに等しくなります。

ICEテーブルの値を_Ka式に代入すると、青酸によって生成されるヒドロニウムイオンの濃度が得られますが、これは塩酸によって生成されるヒドロニウムイオンの濃度と比較してごくわずかです。

pHは、ヒドロニウムイオンの濃度の負の対数を取ることによって計算できます:0.15モル。したがって、混合物のpHは、強酸である塩酸の濃度によってのみ決定されます。

同様に、等量で存在する2つの弱酸の混合物のpHは、主に比較的強い酸の濃度によって決定されます。

例えば、フッ化水素酸とシアン化水素酸の混合物では、フッ化水素酸は、3.5 × 10⁻⁴のKAを持ち、これは青酸のKAのほぼ100万倍であるとして、混合物のpHの主要な決定要因になります。