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酸塩基滴定の基本md 785e923
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酸塩基滴定の基本
chemistrytheoreticalhighschoollecture
導入
この講義で最重要なのは、酸塩基滴定は「中和した」という事実を使って、未知の濃度や量を逆算する操作だということです。
滴定ではビュレットやメスフラスコの操作が目立ちますが、本質は中和反応の量的関係です。何 mol の酸と何 mol の塩基が反応するかを先に立てると、計算の流れが安定します。
用語と定義
滴定 とは、濃度が分かっている溶液を少しずつ加えて、未知の濃度などを求める操作です。
当量点 とは、酸と塩基が反応式どおりにちょうど過不足なく反応した点です。
直感的な説明
濃度が分かっている液を少しずつ加えていき、「ちょうど打ち消し合った瞬間」を見つければ、相手がどれだけあったかを逆に知ることができます。これが滴定の発想です。
厳密な説明
1. 反応式
たとえば
\mathrm{HCl+NaOH \rightarrow NaCl+H_2O}
なら、酸 1\ [\mathrm{mol(HCl)};\ \mathsf{N}_{\mathrm{amt}}] と塩基 1\ [\mathrm{mol(NaOH)};\ \mathsf{N}_{\mathrm{amt}}] が反応します。
2. 当量点
当量点では
n(\mathrm{HCl})=n(\mathrm{NaOH})
です。
3. 濃度計算
n=cV
を使えば、
c_{\mathrm{acid}}V_{\mathrm{acid}}=c_{\mathrm{base}}V_{\mathrm{base}}
のような形で計算できます。ただし mol 比が 1:1 でない場合は、係数まで含めて考えます。
単位では、濃度と体積を掛けることで物質量になります。
c\ [\mathrm{mol(solute)/L};\ \mathsf{N}_{\mathrm{amt}}\mathsf{L}^{-3}]
\overset{\mathsf{N}_{\mathrm{amt}}\mathsf{L}^{-3}}{\underset{\mathrm{mol(solute)/L}}{\Big|}}
\times
V\ [\mathrm{L};\ \mathsf{L}^{3}]
\overset{\mathsf{N}_{\mathrm{amt}}}{\underset{\mathrm{mol(solute)}}{\Big|}}
\quad\Rightarrow\quad
n\ [\mathrm{mol(solute)};\ \mathsf{N}_{\mathrm{amt}}]
見分け方
- 滴定の問題では、まず反応式を立てます。
- つぎに当量点での mol 比を確認します。
- 体積だけをそのまま比べず、必ず物質量へ直して考えます。
最終形
\boxed{n=cV}
\boxed{\text{当量点では反応式どおりの mol 比が成り立つ}}
一言でいうと
- 酸塩基滴定は、中和反応の mol 比を使って未知の濃度を求める操作です。