複数質問があります。 CO₂の逆滴定についてです ①1行目(2)と(3)は弱酸遊離反応であるので(1

複数質問があります。
CO₂の逆滴定についてです
①1行目(2)と(3)は弱酸遊離反応であるので(1)の反応が先ず起こるについて
弱酸遊離反応であることと反応の優先順位はどのように関係しているのか？
②2行目(1)(2)はどちらもアルカリ性領域にある程度達したpH領域であるについて
これは単純にNaOH過剰の状態だからという理由で大丈夫でしょうか？
③3行目(1)の反応が完全に終了しないうちに(2)の反応が始まるについて
これはなぜなのか？又、アルカリ性領域であることとなんの関係があるのか？
④写真二枚目の図の意味(解き方を示している)がよく分かりません

よろしくお願いします。

質問者からの補足コメント

• 写真一枚目

  
    補足日時：2019/08/25 12:36

• 写真二枚目

  
    補足日時：2019/08/25 12:36

No.3 回答者： EZWAY 回答日時： 2019/08/30 15:31

＞pHによって反応がいつ始まるか決まるということでしょうか？

そういうことです。少なくともその解説ではそうなっています。
つまり、Na2CO3の水溶液は塩基性です。そのpHはもちろん濃度によります。
しかし、その場合にはNaOHが入っていますので、pHはNa2CO3水溶液よりも大きくなっています。
仮にNaOHだけの水溶液を塩酸で中和すれば、pHが大きい状態から出発して7で完結します。その間、じわじわとpHは低下し、当量点の近くで大きく低下します。その、pHがじわじわ低下している途中の段階でNa2CO3水溶液のpHに達すればその時点でNa2CO3の中和が始まります。すなわち、NaOHの中和が完結する前にNa2CO3の中和が始まるということです。仮にNa2CO3の塩基性がNaHCO3と同程度であるなら、その中和が始まるのは、NaOHの中和がほぼ完結した段階からになりますが、Na2CO3の塩基性はそこそこ強いので、その中和が始まった時点でまだ中和されていないNaOHの量が無視できないということです。

No.2 回答者： EZWAY 回答日時： 2019/08/30 15:05

>加水分解と弱酸遊離反応は別物であると認識していたのですが違うのでしょうか？

それは視点の問題です。
たとえば、CH3COO- (+ Na+) + H2O → CH3COOH (+ Na+) + OH- はいわゆる加水分解です。
で、「弱酸と強塩基の塩は、加水分解されて生じるOH-が中和されることによって、加水分解による弱酸の遊離が起こる。」と回答しました。ここの「加水分解による」が誤解あるいは混乱を招いたのかもしれませんが、式の上では上の例のように、酸を加えなくても加水分解が起こり、弱酸の一部が遊離しているわけで、酸を加えることによって、それがさらに進むと考えることができます。
もちろん、あなたのように両者を別のものと考えても全く支障はないでしょうけど、現象としては繋がるものはあります。

＞なぜ(1)(2)の反応が同時に起こることになるのでしょうか？
そのことはpHに基づいて説明しているつもりです。
NaOHの中和が完結するのはpHが7の時ですが、Na2CO3の反応はpHが７よりも大きい状態から始まります。これはそこに書いてある解説を補足するスタンスで書いていますが、それとは別の考え方もあるでしょう。また、そこの解説ではpH8.3付近となっており、7とはなっていませんが、7と8.3の差異はごくわずかで無視できます。一般論としては、滴定に使う酸の１滴にも満たない量です。

この回答へのお礼

返信ありがとうございます
何度申し訳ありませんがpHによって反応がいつ始まるか決まるということでしょうか？H+(又はOH−)の濃度と反応の始まりはどのような関係があるのですか？

お礼日時：2019/08/30 15:11

No.1 回答者： EZWAY 回答日時： 2019/08/26 10:31

①そもそも、酸を加えた時の反応なので、中和反応が優先するわけで、その時に、強い塩基と酸の反応が優先する、で、弱酸と強塩基の塩は、加水分解されて生じるOH-が中和されるこちによって、加水分解による弱酸の遊離が起こる。

ただし、その加水分解を式の上でわざわざ表すことをしないので、(2)(3)のように書いている。Na2CO3はNaHCO3よりも強塩基（加水分解で多くのOH-を生じる）なので、そちらが先にHClと反応する、NaOHは NaCO３よりも強塩基なので最優先で反応すると考えることもできる。

②ダメ。(1)の反応に関しては正しいが、(2)に関してはNa2CO3の加水分解によるもの。

③(1)が完了するのはpHが7の時。つまり、その反応で生じるのはNaClであり、それは強酸と強塩基の塩なので、当量点のpHは7であるはずだが、7になる前に(2)の反応が生じる。なぜなら、Na2CO3は加水分解により、その水溶液は塩基性になり、その塩基性で反応が始まるから。また、その反応で生じるNaHCO3の水溶液もまた同じ理由で塩基性になる。


④そこに書いてある通りとしか言いようがありませんけどね。それぞれの段階の反応に必要なHClの量を分けて考えているだけですけどね。それに付け加えるなら、Na2CO3からNaHCO3になる反応と、NaHCO3からCO2になる反応に必要なHClの量が同じであることも認識しておく必要があります。

この回答へのお礼

返信ありがとうございます
遅れてしまい申し訳ありません
①について加水分解と弱酸遊離反応は別物であると認識していたのですが違うのでしょうか？
強酸+弱酸の塩の組み合わせの時H+過剰と弱酸の塩が完全電離することから弱酸が生じるのが遊離反応
水+弱酸の塩の組み合わせの時弱酸由来の陽イオンは弱酸になりたいので水のH+を奪い弱酸に変わるのが加水分解と認識しています。
ですから加水分解による弱酸の遊離という所が分かりません。
③について水溶液が塩基性であることは理解出来ますがそれがなぜ(1)(2)の反応が同時に起こることになるのでしょうか？

お礼日時：2019/08/30 13:26