化学
高校生
解決済み

高1化学基礎 酸と塩基の中和について質問させていただきます。

この問題は解答を見た感じ、硫化アンモニウムと水酸化ナトリウムの反応を考えていないようなのですが、
なぜその反応を無視しているのですか?
もしくは私の見間違いでしょうか…?
答えていただけると幸いです

九州工業大·改 |155 逆滴定によるアンモニアの定量 アンモニアの気体を硫酸に吸収させ,吸収されたアンモニアの量を求めるために の操作1~3を行った。 以下の問間いに答えよ。ただし,アンモニアの吸収による溶液の 体積変化はないものとする。 log1o5=0.70 [操作1] 18mol/L の濃硫酸をX ] ラスコに移し,純水を加えて0.45 mol/L の硫酸 200 mL を調製した。 [操作2] 操作1で調製した0.45mol/L の硫酸 200 mL にアンモニアを吸収させ た。アンモニアを吸収させた後の溶液は酸性を示した。 [操作3] 操作2で得られた溶液を,ホールピペットで 20mL 正確にはかり取り, コニ カルビーカーに入れ, PH指示薬を加えた。あらかじめ調製しておいた0.20mol/L の 水酸化ナトリウム水溶液をビュレットに入れ, これを用いてコニカルビーカー中の溶 液を滴定した。その結果, 水酸化ナトリウム水溶液を 12.0mL 滴下したところで中 和点に達した。 (1)) 操作1において, はかり取った濃硫酸の量■X ] 化学 0.20 mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液の pHを小数第1位まで求めよ。 ただ 水のイオン積を1.0×10-14 (mol/L)?とする。 下線部(i)の中和反応を化学反応式で表せ。 (4) 下線部(i)の溶液中のアンモニウムイオンの濃度 [mol/L] はいくらか。 有効数字2 桁で答えよ。 (5) )硫酸に吸収されたアンモニアの体積は, 0℃, 1.01×10° Paで何Lか。有効数字2 桁で答えよ。ただし, アンモニアは理想気体と考えてよい。 mL はかり,純水に加えて溶かした後,メスフ n 0 mL を,有効数字2桁で答えよ。 示
mol 空気10.0L 中の二酸化炭素の体積の割合は、 22.4×1.5×10-4 10.0 ×100=3.36×10-2=3.4×10- (9%) 155(1) 5.0mL (2) 13.3 HeSO』 + 2NaOH (4) 0.78 mol/L ンサー ●溶液の希釈 溶液を希釈しても, 溶 質の物質量は変化しな NaSO4 + 2H20 (5) 3.5L 解法(1) 濃硫酸の体積をX [mL) とすると, X 18 mol/L× 1000 200 L=0.45 mol/L× L X=5.0mL 1000 い。 よo位(2) 0.20mol/L 水酸化ナトリウム水溶液中の水酸化物イオン 濃度 [OH-]=0.20 mol/L。 よって,水素イオン濃度は, 1.0×10-14_1.0×10-14 (mol/L)? 0.20mol/L pH=-log1o [H*]=-log1o (5.0×10-14) =14-0.70=13.3 (4)(i)では,アンモニアが硫酸に吸収され,過剰の硫酸が存在。 (NH4)2SO4 このとき,反応で生じたアンモニウムイオンの物質量と吸収 センサー [H+]= =5.0×10-14 mol/L 水のイオン積 [OH] =1.0×10-4(mol/L)? (25℃) 2NH3 + HeSO4 したアンモニアの物質量は等しい。 (i)では,アンモニアを吸収した硫酸 200 mLのうち 20mLを 水酸化ナトリウム水溶液と反応させているので, (i)で吸収し たアンモニアの物質量をn [mol] とすると,次式が成り立つ。 8 酸·塩基の中和と塩 57
補 アンモニアを吸収した 200 L 2×0.45 mol/L× 硫酸 200 mL のうち, 水酸 化ナトリウム水溶液の満定 に用いたのは、 20 mL。 1000 H2SO4aq H* の物質量 200 12.0 =1×n [mol]+1×0.20mol/L× L× 1000 20 NH3 NaOHaq OHの物質量 n=0.156 mol よって,アンモニウムイオンのモル濃度は, 0.156 mol -=0.780 mol/L=0.78 mol/L 0.200 L (5) 吸収されたアンモニアの0℃, 1.01×10° Pa での体積は, 22.4L/mol×0.156 mol=3.49… L=3.5L

回答

✨ ベストアンサー ✨

勉強お疲れ様です。小生の知識があなた様のお力になれれば幸いです。

逆滴定に関する問題ですね。酸・塩基に関する発展的な内容です。具体的な問題の考え方に入る前に少し寄り道をして、「逆滴定とはどのようなものか」を確認しましょう!

〇逆滴定とはなにか?
 酸・塩基における通常の滴定は酸が溶けた溶液に塩基が溶けた溶液を加えて中和させるものです。しかし、アンモニア水は気体になりやすい性質(揮発性という)があって、アンモニア水の滴定量を正確に測定することが難しいのです。そこで考えられたのが気体のアンモニア水に溶かさないで気体のまま中和する方法が考えられました。それが逆滴定です。
 そこで問題になったのが、高速で飛び回るアンモニアをぴったりかつ完全に中和させることがほぼ無理であることです。よって、考えられた方法は「ぴったりアンモニアを中和させるのが難しいなら絶対反応するくらいたくさんの酸を用意して、あとから別の塩基でもう一回中和すればいい」というものです。具体的に、【●molのアンモニアに50[mol]のH+が入った硫酸を用意させて、その後に余ったH⁺を水酸化ナトリウム中和させたら49[mol]必要になった。】といった具合です。ここからアンモニアは1[mol]だと推理できますよね。これが逆滴定の概要です。

〇逆滴定の関係式
 上述の内容から以下の関係式が成り立ちます。

 (H⁺の物質量"n")=(アンモニアの物質量"n'")+(別のOH⁻の物質量"n''")

 ※正確には「アンモニアの物質量n'」ではなく、「アンモニアから得られるOH⁻の物質量」ですが、アンモニアは過剰量加えた酸性水溶液中 
  で水に溶けて NH₃+H₂O→NH₄⁺+OH⁻ となり、1molのアンモニアから1molのOH⁻が得られるため、同じと考えていい。

ここまでがが逆滴定に必要な前提知識です。ここで質問者様の疑問である「硫化アンモニウムと水酸化ナトリウムの反応を考えていないのはなぜか?」という内容を考えましょう。まず訂正ですが、硫化アンモニウムではなく硫酸アンモニウムですね。初学者にありがちですが硫化とは硫黄原子Sがくっついたことを表すためNH₄Sになってしまいます。気をつけましょう。
質問者がどこまで学習したのか不明ですが、「弱塩基の塩の加水分解」より、弱塩基の塩である硫酸アンモニウムからH⁺が出てくるのは事実です。しかし、中和滴定というのは無責任なもので「塩の加水分解からH⁺でてくるけど、最初のアンモニアからでたOH⁻を消せたからOK!後のことは知らん!」といった具合で、元の酸塩基の中和だけで加水分解後のH⁺やOH⁻は無視します。これが中和点がpH7にならない理由ですね。

いかがでしたか?この内容は発展的な内容であるため、質問者様の聡明さとそれによる鋭い疑問には感服しました。分からないことは先生にたくさん質問して学びを深めていってくださいね!

ごっつあんです…

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