炭酸ナトリウムと塩酸の滴定 計算

0.05M－炭酸ナトリウムによる0.1M－塩酸標準液の調整と標定で約0.1Nに調整した塩酸標準液の規定度を正確に求めます。
そこから塩酸の正確な体積を求め、濃度を求めなければなりません。

・炭酸ナトリウム（式量：105.99）を0.5314ｇ精秤して、100mlメスフラスコで炭酸ナトリウムの標準液を調整しました。
・濃塩酸（比重：1.18、約36％）を約21mlとり、純粋250mlを加え溶解しました。

・ビュレットに調整した塩酸をいれ、10mlのホールピペットではかり取った炭酸ナトリウムをコニカルビーカーにいれ、中和滴定をしました。

滴定をし、ビュレットの目盛を読みました。
１、12.50
２、10.79
３、10.64
４、10.82
５、10.76

この結果から3，4，5，の平均である10.79mlを使おうとおもいます。

どのようにしたら規定度を求め、濃度を出すことができるのでしょうか？
教えてください・・・

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No.1 回答者： MarcoRossiItaly 回答日時： 2012/05/04 01:08

HClの規定度というのは、要するにHCl濃度が分かればいいのですね。

中和滴定を始め、滴定というのはいつも、化学式を書いてモル比を考えるのです。メスフラでNaCO3水溶液をだいたい100.0mlとなるよう慎重に測ったなら、一応、有効数字4桁くらいでその濃度が出せるはずですね。さらに、ホールで10ml測ったから、その中のNaCO3のモルが出ますね。ということは式から、HClもモルが出るということですね？単位はmolじゃ大きすぎるのなら、mmolとかを使ってもいいですね？ちなみに3回の平均はその値じゃない気がするので、計算の見直しを。

No.2 回答者： KURUMITO 回答日時： 2012/05/04 07:48

滴定をしているのですからその反応の式は当然わかっていなければなりません。

Na2CO3 + 2HCl →　2NaCl + H2O + CO2

上の式から１molの炭酸ナトリウムを中和するためには　2 molの塩酸が必要ということになります。
ところで炭酸ナトリウム溶液100ｍｌに含まれる炭酸ナトリウムのmol数は

0.5314/105.99 = 0.005014 mol

滴定に使用したのは10ｍｌですから滴定に使用した炭酸ナトリウムの量は

0.005014 * 10/100 =　0.0005014 mol

このmol数の2倍のmol数の塩酸が中和するために使われたことになります。
中和に使われた塩酸溶液の量は10.74 mlですから塩酸溶液の1000ｍｌに含まれる塩酸のmol数は

0.0005014 * 2 * 1000 / 10.74 = 0.09337 mol/l

塩酸の１mol/l は1Nですから　塩酸溶液の濃度は　0.09337 N　となります。

No.3 回答者： nious 回答日時： 2012/05/04 10:26

滴定に用いた指示薬が明記されていないから答えようがないだろう。

フェノールフタレインなら、
CO3^2- + H^+ → HCO3^-

メチルオレンジなら、
CO3^2- + 2H^+ → CO2 + H2O

No.4 回答者： MarcoRossiItaly 回答日時： 2012/05/04 12:17

No.1です。

NaCO3水溶液の濃度は有効数字4桁とするとNo.1で言いましたが、勿論それは標準の話です。このうち10.0mlをホールで測り取っているから、滴定の計算結果（HCl濃度）は、最後に3桁に丸めてください。10.00mlを目視で測るのは無理ですからね。

No.5 回答者： KURUMITO 回答日時： 2012/05/05 07:54

このうち10.0mlをホールで測り取っているから、滴定の計算結果（HCl濃度）は、最後に3桁に丸めてください。

10.00mlを目視で測るのは無理ですからね。
上記の問題ですがホールピペットは10.0mlといったものでしょうか？　少なくともビューレットの持つ精度よりも高いものでしょう。
滴定を何回も行っているのはビューレットによる採取量の揺らぎとホールピペットで測るときの揺らぎを含めて測っているものです。
より正確には平均値に測定誤差を含めた形でデータを出すことがよいのですが、そこまでではなくても有効数値を4ケタまで表示することで問題は無いでしょう。

No.6 回答者： MarcoRossiItaly 回答日時： 2012/05/05 13:12

有効数字の桁数、ホールピペットの精度について。

追及するとなかなか簡単ではありません。

一般論として、例えば、15 cm くらい測れる定規に 1 mm ずつ目盛りが振ってあれば、だいたい 0.1 mm の長さを狙って線を引くことはできるかもしれませんが、0.01 mm と言われると難しいのではないでしょうか。最小目盛りの 1/100 は、厳しい。

しかしながら、ホールピペットはかなり正確に作られています。「参考URL」では、きちんと操作すれば 10 μl ほどの精度が得られると述べています。しずく 1 滴は 5 μl といったところですが、最後の 1 滴を何が何でも必死に絞り出さないと、こうした精度はもちろん得られません。ホールピペット製品の数 % は、規格外の不良品が混じっているとのことです。また、経年劣化により精度が落ち、寿命は 10 年ほどであるとも述べています。

10 ml のホールピペットの公差（JISで定められている精度）は、± 0.02 ml だそうです。

なお、以上の数字は全て、水で試験した場合です。溶液ではまた状況が違ってくると考えられます。

というわけで、何とも断言しかねるので、実際の桁数についての判断は、質問者さんにお任せします。あるいは学生実験の先生の指導に従ってください。軽い気持ちでこの件に言及してしまい、申し訳ありませんでした。

参考URL：http://kuchem.kyoto-u.ac.jp/ubung/yyosuke/uebung …