問5
pH 1.0 の硝酸溶液を水で2倍に希釈した溶液の pH として、正しい値に最も近いものは下のうちどれか。ただし、pH は次の式で計算し、 log₁₀2 = 0.301 とする。pH = - log₁₀［H ＋］なお、式中の［H ＋］は水素イオンのモル濃度を表す。
- (1)1.0
- (2)1.3
- (3)2.0
- (4)2.3
- (5)3.0
正答 (2)
pH 1.0 の硝酸の水素イオン濃度は 0.10 mol/L です。2倍に希釈すると 0.050 mol/L になるので、
pH ＝ −log(0.050) ＝ −log(0.10 ÷ 2) ＝ 1.0 ＋ log 2 ≒ 1.0 ＋ 0.30 ＝ 1.3
よって（2）が正しい値です。2倍に薄めても pH が2倍になるわけではなく、log 2 ≒ 0.3 だけ大きくなります。
この問題で狙われた罠：強酸の希釈とpH（計算）
強酸は全て電離するので[H⁺]＝濃度×価数。10倍に薄めるとpHは1上がり、2倍なら約0.3上がる。
なぜ？
pHは[H⁺]の対数なので、倍率の対数だけpHが動く。
出典：公益財団法人 安全衛生技術試験協会 公表試験問題（令和2年度 第1回・2020年8月実施）