水素イオンを追加していないのに、なぜ溶液のpHが低下するのですか？よろしくお願いします。
編集：詳細を明確にするために、この質問をするコンテキストを追加します。これは宿題の質問ではありません。私は化学の次の試験の準備をしています。私が行っていた模擬試験のマークスキームでこのステートメントを見つけましたが、それが真実である理由がわかりません。
pHを学びました単にH +イオンの濃度の負の対数であるため、上記の塩を追加するとpHがどのように変化するかがわかりません。特に、HClは強酸であるためです（したがって、溶液中で完全に解離します）。
プロセス：pHの変化は、アルミニウムが酸化アルミニウムを形成した結果ですか？
コメント
- これは宿題の質問。問題を解決するために自分の考えや努力を示す必要があるというポリシーがあります。' '宿題をしていません。そうしないと、この質問が閉じられる可能性があります。編集してください。これに関する完全な推論または考え。
- @MARこんにちは、あなたの共同に感謝しますmment。 "編集"
- とマークされた私の編集をご覧くださいchemistry.stackexchange.com/questions/41675/ …
- 思考プロセスは' t別の質問になります！
- @PrittBalagopalええと、どちらかの質問に答えると、その過程でもう一方の質問に答えます。つまり、それらはリンクされています。そして、それがそうであるように、私の思考プロセスは質問だけであり、答えはありません！
答え
より明確な反応ベリーホームズの回答に加えて：
$$ \ ce {AlCl3 + 4H2O < = > [Al（OH）4]-+ 3Cl- + 4H +} $$
これが発生する理由は、$ \ ceのルイス酸です{Al ^ 3 +} $と、$ \ ce {Cl-} $と比較した場合の$ \ ce {OH-} $イオンに対する親和性が高い。
コメント
- 複合体の解離の平衡はここまで到達しません'ここまでは到達しません。'酸性溶液ダニエル'の答えはこれで正しいです。
- こんにちは、ティリーボーイ、あなたの答えに感謝します！現在、2つの答えがあり、それらが矛盾するかどうかはわかりません。したがって、次の考えを明確にします。アルミニウムはAl（OH）4錯体を直接形成しますか、それとも最初にAl（H2O）4を形成し、次にH +を放出してAを形成しますか。 l（H2O）3（OH）など、4つのプロトンが放出されるまで？どうもありがとうございました。
- @Mithoron：まあ、それは完全な反応の一般的な方程式です。もちろん、その反応は、独自の平衡定数を持つ多くの個別のステップで構成されています。熱力学的計算によって、個々の構成反応の平衡がどこにあるかを判断できますが、私はその計算を怠惰に行う方法です：P（実際、質問を2回読み直した後、溶液は酸性であると言われていますか？ ）
- @KTここでのメカニズムについてはよくわかりませんが、実際には両方の混合物であると推測されます。解離した$ \ ce {H2O} $分子からのヒドロキシルイオンがアルミニウムに付着し、自動解離の平衡をシフトします。他の水分子がアルミニウムに付着し、徐々にそれらのプロトンを捨てる間。ただし、上記の式は多くの反応をまとめた式ですが、'平衡状態に関する情報は提供されないことに注意してください。最終的には、$ \ ce {[Al（H2O）4] ^ {3 +}} $、$ \ ce {[Al（H2O）3OH] ^ {2 +}} $
- $ \ ce {[Al（H2O）2（OH）2] ^ +} $、$ \ ce {[Al（H2O）（OH）3]} $および$ \ ce {[Al（OH ）4]-} $、および$ \ ce {Cl-} $、$ \ ce {H +} $イオン。
回答
$ \ ce {AlCl3} $を水に加えると、反応が起こります：
$$ \ ce {AlCl3 + H2O < = > Al（OH）3 + HCl} $$
しかし、待ってください。今、私は酸、つまり塩酸（$ \ ce {HCl} $）とおそらくベース（$ \ ce {Al（OH）3} $）。十分に近いですが、$ \ ce {Al（OH）3} $は実際には本質的に両性。つまり、酸と塩基の両方として機能します。
テニスの試合と考えてください。一方の側では、強いプレーヤーがいます（Novak Djokovic、 RogerFedererまたはRafaelNadal –あなたはそれを名付けます）そして反対側ではあなたは1ヶ月間テニスをほとんど知らない10代です。確かに強いプレーヤーが勝つでしょう。しかし2つのどちらが強いプレーヤーですか私たちの場合？
$ \ ce {HCl} $だと思われる場合は、ポイントを差し上げます。 $ \ ce {Al（OH）3} $は二重の心だと思います。酸として機能するのか塩基として機能するのかはわかりません。一方、$ \ ce {HCl} $は、それが強酸であることを知っています。 $ \ ce {HCl} $がゲームに勝ち、溶液が酸性になるため、pHが低下します。
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- こんにちは、ベリー、ありがとうございます。読むのがとても楽しく、教育的な答えがあります！実際、私の思考プロセスは似ていました（投稿ではこれを述べていませんでしたが）：水にAlCl3を加えると、酸であるHClが形成されます。しかし、強酸であるため、溶液中で完全に解離しているので、' Clの存在がpHに影響を与える理由がわかりません。つまり、AlCl3を追加する前は、一定数のH +イオンが存在し、その後もこれらの数のイオンが残っていました。なぜpHが変化するのですか？
- @berryholmes確かに素晴らしい答えですが、AlCl3のこの動作に関するジャーナルの参照はありますか？ '水中のLaCl3（aq）とそのpHについてどう思いますか？水中のLaCl3のpHとLa（OH）3のpKaについてコメントできますか？ LaCl3（aq）はLa（OH）3の知覚を急速に形成するためです。
回答
まず、$ \ ce {Al ^ 3 +} $は、この塩の性質上、水中で$ \ ce {Cl ^-} $から分離します（理由はわかりませんが、他の回答にはこれが含まれていると思います）。
水中では、$ \ ce {Al ^ 3 +} $イオンは$ \ ce {H2O} $分子で囲まれ、部分的に正に帯電したH原子が$ \ ce {Al ^ 3 +} $。
十分な電気力ですべての$ \ ce {H2O} $原子を引っ張ると、$ \ ce {Al ^ 3 +} $の周りに非常に多くのH2O分子が存在します。すべてが正の電荷によって引き込まれ、分子が互いに近すぎて、最終的に$ \ ce {H ^ +} $イオンの1つがこの「$ \ ce {H2O} $円」から泡立てられます。
したがって、$ \ ce {[Al（H2O）6] ^ 3 +} $は$ \ ce {[Al（H2O）5（OH）] ^ 2 +} $ + $ \ ce {H ^になります+} $
すべての$ \ ce {[Al（H2O）6] ^ 3 +} $ “がこのアクションを実行するわけではないため、すべての金属アクア錯体と同様に、弱酸です。たとえば、$ \ ce {Fe ^ 3 +} $でも機能します。
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- こんにちは、ご回答ありがとうございます。ただし、いくつか質問があります。1）AlがH2O配位子と錯体を形成すると、pHがどのように変化しますか？ 2）' "金属はすべて弱酸です"。ご回答ありがとうございます。私の知識はほぼ中等学校レベルです。
- @ K.T。 1）Al3 +の周囲に非常に多くのH2O分子があり、すべてが正電荷によって引き込まれているため、分子が近すぎて、最終的にH +イオンの1つが泡立ちます（このビットを編集します）2）すべて正の金属イオンは弱酸であり、'は単なる事実であり、'はブラケットの少し前に"ビットを実行することがあります。
- @airhuff ty for the edit、haven ' tは下付き文字と上付き文字の作り方の手がかりを得ました。
- 問題ありません。化学方程式や数式などにMathJaxフォーマットを使用する方法に関するディスカッション/チュートリアルについては、これを参照してください。 'かなり小さな学習曲線です;）
- " don '理由はわかりませんが、他の回答にはこれが含まれていると思います"質問に対する他の回答に基づいて回答しますか？イオンが分割される理由については、こちらをご覧ください： en.m.wikipedia.org/wiki/Dissociation_(chemistry）