高校化学基礎 Unit 12 ・ 単元5「酸と塩基」4/4ページ

中和滴定

ビュレットから標準溶液を1滴ずつ加えていくと、どこかで色が変わる。
実際のpH計算式から算出した滴定曲線で、中和滴定の仕組みと指示薬の選び方を、はじめての人から難関大志望者まで使えるレベルで理解しよう。

🧪 滴定の原理📉 滴定曲線🎨 指示薬の選択

📍 単元5「酸と塩基」4/4ページ:① 酸と塩基 → ② pH → ③ 中和反応 → ④ 中和滴定(このページ)

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中和滴定の原理

台所用洗剤のラベルに「中性」「弱アルカリ性」と書いてあるのを見たことはないだろうか。液性はpHで表されるが、酸や塩基が「どれだけの濃さで含まれているか」は、別の実験で正確に求められる。「濃さが分かっている溶液」を少しずつ加えていき、色の変化で「ちょうど中和した瞬間」を見極める実験操作が中和滴定だ。

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滴定曲線と指示薬の選択

塩基性の液を酸性の液に少しずつ加えていくと、最初はpHがゆっくりとしか変わらないが、中和点の直前でpHが一気にジャンプする。この「一気に変わる瞬間」をとらえるために、pHによって色が変わる指示薬を使う。滴下量とpHの関係をグラフにしたものが滴定曲線だ。

🎯 練習問題

まず自分で解いてから、「答えを見る」を押して確かめよう。

問1 ★ 実験器具

中和滴定で、標準溶液を少しずつ滴下するために使う器具を何というか。

答えを見る

答えビュレット

コックで滴下する量を調節し、目盛りで体積を読み取る。

問2 ★ 器具の扱い方

次の器具のうち、純水でぬれたまま使ってよいものはどれか。

  • アビュレット
  • イホールピペット
  • ウメスフラスコ
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答えウ

あとで純水を加えてうすめるので、濃度に影響しない。ほかの2つは共洗いする。

問3 ★★ 滴定の計算

濃度のわからない塩酸 10.0 mL を、0.100 mol/L の水酸化ナトリウム水溶液で滴定したところ、12.0 mL で中和点に達した。塩酸のモル濃度は何mol/Lか。有効数字3桁で答えよ。

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答え0.120 mol/L

c × 10.0 × 1 = 0.100 × 12.0 × 1。

問4 ★★ 指示薬の選び方

酢酸水溶液を水酸化ナトリウム水溶液で滴定するときに使う指示薬として、適切なものはどちらか。

  • アメチルオレンジ
  • イフェノールフタレイン
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答えイ

弱酸と強塩基の滴定では、中和点が塩基性側にある。

問5 ★★ 滴定の計算(2価の酸)

濃度のわからない硫酸 10.0 mL を、0.100 mol/L の水酸化ナトリウム水溶液で滴定したところ、16.0 mL で中和点に達した。硫酸のモル濃度は何mol/Lか。有効数字3桁で答えよ。

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答え0.0800 mol/L

硫酸は2価。c × 10.0 × 2 = 0.100 × 16.0 × 1。

問6 ★★★ うすめた試料の滴定

食酢を水で正確に10倍にうすめた。うすめた液 10.0 mL を、0.100 mol/L の水酸化ナトリウム水溶液で滴定したところ、7.20 mL で中和点に達した。うすめる前の食酢に含まれる酢酸のモル濃度は何mol/Lか。有効数字3桁で答えよ。食酢中の酸は酢酸だけとする。

答えを見る

答え0.720 mol/L

うすめた液は 0.0720 mol/L。うすめる前はその10倍。

✅ この単元のまとめ

  • 中和滴定:濃度既知の標準溶液を使って未知濃度を求める操作。共洗いは必須、加熱乾燥は厳禁
  • 計算式:c₁V₁a = c₂V₂b(H⁺のmol = OH⁻のmol)
  • 強酸-強塩基:当量点pH≈7 → フェノールフタレイン・メチルオレンジどちらも可
  • 弱酸-強塩基:当量点pH>7(加水分解による) → フェノールフタレイン
  • 強酸-弱塩基:当量点pH<7 → メチルオレンジ

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