Question

ゆうた

なぜ①式で消費されるH Cｌと②式で消費されるH Cｌの量が等しいとわかるのですか？

問題
解答
目安時間
15
5分
炭酸ナトリウムの二段階中和
第
10
物質の変化
題
対応
ブラン
東大
京大
早慶
上智
難関
国公立
18
ノートを使って取り組もう!
レベル
★★★★
次の記述を読んで,以下の問いに答えよ。ただし、原子量はH=1.0,C=12,16,Na=23
('04 神戸薬科大改)
とする。
水酸化ナトリウムの結晶は、空気中の二酸化炭素や水分を吸収して,炭酸ナトリウム
(Na2CO3)や水を不純物として含んでいる。この結晶 m 〔g] をメスフラスコにとり, 蒸留水
を加えて正確に 100 mL)に希釈した。 この水溶液20mL) をホールピペットを用いて正確にはか
りとりビーカーに入れた。
この水溶液に、ビュレットに入れた 0.10mol/Lの塩酸を滴下し, 中和した。そのときのpH
の変化をpHメーターを用いて調べた結果、次図に示すような中和滴定曲線が得られた。ただ
し,第1中和点および第2中和点では次のような反応が完了しているものとする。
第1中和点 NaOH + HCl →NaCl + H2O
難関
私大
10
Na2CO3 + HCl
NaHCO3 + NaCl
第2中和点 NaHCO3 + HCl
NaCl + H2O + CO2
12
第1中和点
8
pH
4
第2中和点
0
V1
V2
塩酸の滴下量 〔mL〕
| 問1 滴定に用いた水溶液20mL中の水酸化ナトリウムを中和するのに要する塩酸の量 (mL)
を V1, V2 を用いて表せ。
問2 水酸化ナトリウムの結晶の純度をm,V1, V2 を用いて質量百分率 (%) で表せ。

る。
Na2CO3 + HCl NaHCO3+NaCl
基性に変色域をもつフェノールフタレインなどの指示薬で知ることができる。 その後、さらに
このとき,第1中和点はpHメーターがなくても弱塩
塩酸を加えていくと2番目の第2中和点に達する。 この段階では次の反応が起こる。
NaHCO3 + HCl →NaCl + H2O + CO2
第2中和点は、弱酸性に変色域をもつメチルオレンジなどで測定できる。
これにより、塩酸の濃度がわかっていれば, 炭酸ナトリウムの濃度を決定することができる。
水酸化ナトリウムは空気中に放置すると, 水分を吸収するほか, 表面が空気中の二酸化炭素
により炭酸ナトリウムに変化する。 このような水酸化ナトリウムの純度を測定する場合にも、
中和滴定を利用する。この問題の場合は,第1中和点までは次の反応も同時に起こるため、炭
酸ナトリウムだけの場合よりも塩酸の消費量が多くなる。
...3
NaOH + HCl →NaCl + H2O
振り返り
Check □二段階の中和でそれぞれどのような反応が起こったのかを把握できたか
しかし、第1中和点から第2中和点までは水酸
化ナトリウムがない場合と同じなので,それぞれ
の中和点までの塩酸の滴下量から,水酸化ナトリ
ウムと炭酸ナトリウムの量を求めることができ
る。 ポイントは,①式で消費される HCI の量と
②式で消費される HCI の量が等しいことである。
問1 第1中和点まで (V) が NaOHとの中和
反応とNa2CO3 との第一段階の中和反応だか
NaOHと反応したHC1の体積は,V1か
Na2CO3 と反応した分 (= NaHCO3 と反応
した分) つまり V2 - V1 を差し引けばよい。
したがって, V1-(V2-V1)=2V1-V2 と
なる。
pH
12-
第1中和点
8
4
0
第2中和点
V1
V2 塩酸の滴下量 [mL]
NaOH Na2CO3 NaHCO3
と反応と反応
した分した分
に相当に相当
と反応
した分
に相当