問題
pH3の水溶液の水素イオン濃度は、pH5の水溶液の水素イオン濃度の何倍か。
選択肢
- 12倍
- 210倍
- 320倍
- 4100倍
- 51000倍
正解
4. 100倍
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解説
pHは水素イオン濃度[H+]を用いてpH=-log[H+]と定義されるから、pH3の水溶液は[H+]=10^-3mol/L、pH5の水溶液は[H+]=10^-5mol/Lである。両者の比は10^-3÷10^-5=10^2=100倍となり、肢4が正しい。pHは対数スケールであり、pHが1小さくなるごとに水素イオン濃度は10倍になるため、pH差が2なら10×10=100倍である。差をそのまま倍率と誤解した肢1・3や、pH差1の場合に当たる10倍(肢2)、pH差3の場合に当たる1000倍(肢5)はいずれも誤りである。なおpH7が中性で、7より小さいほど酸性が強く、7より大きいほど塩基性(アルカリ性)が強い。「pH差がnなら水素イオン濃度は10のn乗倍」という関係を押さえれば確実に得点でき、pHの定義と対数計算は乙4物化の計算問題として頻出である。
一問一答
全範囲を体系的に演習