化学・酸・塩基/原理と探求
酸・塩基の中和の解説
酸と塩基を混ぜる場合、中性かどうかは両方の溶液の体積だけでは決定されない。塩酸と水酸化ナトリウムの濃度・体積を変えて、水素イオンと水酸化イオンのモル数を比較してみてください。反応に直接参加するイオンと反応の後にも残っている視聴者イオンを区別する実験です。
どのような原理？
少ない方のイオンが全て反応し、多くの方が残ります。 Na⁺・Cl⁻は反応前後のモル数が同じです。
重要な関係
H⁺ + OH⁻ → H₂O · n = cV
観察してみよう
- 濃度と体積を決めて混合します。両方のビーカーで反応前後の粒子束を比較し、表で実際の粒子数を確認します。
- 酸50mLに塩基30mLと50mLをそれぞれ混合・記録します。濃度はすべて0.1mol/Lです。
- 基準条件で塩基体積のみ70mLに変えたり、塩基濃度のみ0.20mol/Lに変えて記録します。
結果を読み解く
中和の当量点を決める条件は？
一価強酸・強塩基ではc酸V酸=c塩基V塩基のときH⁺とOH⁻が残りません。 Na⁺・Cl⁻は視聴者イオンとして残ります。
モデルの仮定と限界
HCl・NaOHが完全解離する一価強酸・強塩基模型です。精密pH・水の自動イオン化・反応熱は扱いません。 BTBは酸性黄色・中性緑・塩基性青の入門用分類であり、実際の変色区間は省略します。点は束の図で、実際の数は表のN=nNₐで表します。