中和滴定でちょっとでも入れすぎると突然色が変わってしまう事があるのですがナゼですか?ちなみに、使用指示薬はフェノ―ルフタレイン、メチルイエロー、メチルオレンジなんですけど・・・・指示薬って関係ありますかね?

A 回答 (4件)

基本的にはZincerさんのご回答で充分だと思います。


もしわかりにくかったら、高校の化学1Bの教科書か参考書の
「酸と塩基の反応」の単元の中から「滴定曲線」というグラフを探してみてください。
Zincerさんが計算された値がグラフになっています。
滴定曲線を見ると、中和の終点(ちょうど中和するところ)で
グラフが縦軸にほぼ平行な直線のような状態なのがわかると思います。
グラフが縦軸に平行ということは、横軸(滴定量)がほとんど変わらなくても、
pHが急激に変化するということを示しています。
pHとは水素イオン濃度の対数から求まるので対数がわかれば理解しやすいのですが。
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取りあえず強酸を強塩基で中和滴定した場合を考えてみましょう。


0.01M(mol/L)のHCl溶液100mlを0.01MのNaOHで滴定した場合のpH変化を単純計算すると
NaOH添加量(ml)【pH】
0【2】
50 【2.5】
90 【3.3】
99 【4.3】
99.9【5.3】
100 【7.0】 (=当量点:中和)
100.1 【8.7】
101 【9.7】
と、当量点付近で劇的にpHが変化することがわかると思います。
また、弱酸-強塩基(またはその逆)の場合などは当量点(酸と塩基の量が等しくなった点)でもpHが7.0でない場合があります。(と言うより通常7.0ではありません)ですから、必ず目的に合った指示薬を選択する必要があるのです。
例えば上記の中和滴定にメチルオレンジ(変色範囲3.1~4.4)を使用した場合、目的とする当量点の90~95%を添加した時点で色が変化してしまいますね。

次に、指示薬についてですが、実は指示薬も(多少の)水素イオンを出したり受け取ったりして、その状態の変化に伴って色を変化させているわけです。この時両者(受け取った状態と離した状態)の濃度が等しい点を境にしてpHの微少変化に伴って濃度比が劇的に変化するためpHの指示薬として利用されているのです。おそらくこれが「突然色が変わる」大きな理由であると思われます。

こんなもんでどうでしょう?
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> 指示薬って関係ありますかね?



 どう言う意味でしょうか?中和点をチョットでも過ぎる(つまり,ちょっとでも入れすぎる)と色が変わるから指示薬として使用できるのですが。
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中和滴定は完全に中和されるまでは、pHの変化はほとんどありません。


しかし、完全に中和されると、一気にpHが上がります。
それだから、突然色が変わってしまうと思います。
指示薬は滴定にあわせて使うので関係ないと思います。
変化するところのpHに合わせて使うから!
塩酸を水酸化ナトリウムで滴定すると、
はじめは、塩酸だけ、完全に中和するまでは水酸化ナトリウムは中和されているので、結局は塩酸が希釈されているだけ、中和したら塩酸はなくなっているので、
次の1滴からは水酸化ナトリウムが残ってしまうので、突然pHがあがってしまうのです。
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Aベストアンサー

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しかし多価の酸と一価の塩基 一価の酸と多価の塩基 多価の酸と多価の塩基
などで滴定した場合はどうなるのでしょうか

(2)↑さらに混合水溶液の場合などはどうなるのでしょうか?
 



(3)純物質の酸と純物質の塩基の中和ならば
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よろしいでしょうか?
例:強酸を強塩基で滴定するならば中和滴定曲線左端は低く 中和滴定曲線右端は高い
例:強酸を弱塩基で滴定するならば中和滴定曲線左端は低く 中和滴定曲線右端はやや高い

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Aベストアンサー

要するに酸塩基平衡の問題で、それぞれの時点でのpHは溶液の構成成分の解離度等によって決まります。

すなわち、それぞれの酸には酸解離定数Kaというものがあり、その構成成分の水溶液における解離は式で表されます。それを全ての成分について調べて、連立方程式を立て、それを解けばそれぞれの時点でのpHを計算することはできます。2価や3価の酸、塩基であればそれぞれの解離段階に応じて複数の酸解離定数を有していますので、式の数が増えます。
結局はそういった要因が折り合いを付けることができる点はどこかという話になるわけです。

ちなみに、片方が2価というのであれば2段の滴定曲線になります。3価であれば3段になるでしょう。両方が2価であればどうなるかは知りませんけど、その組み合わせによりけりじゃないですか。上述のように計算すればわかるはずですけど、面倒そうであることは明らかなので計算する気にはなりません。

混合物であれば、大ざっぱな話として、強い酸や塩基の方が優先して中和されることになりますけど、酸性度が接近している場合には完全にそうなるとは限りません。


http://ja.wikipedia.org/wiki/中和滴定曲線

参考URL:http://ja.wikipedia.org/wiki/酸解離定数

要するに酸塩基平衡の問題で、それぞれの時点でのpHは溶液の構成成分の解離度等によって決まります。

すなわち、それぞれの酸には酸解離定数Kaというものがあり、その構成成分の水溶液における解離は式で表されます。それを全ての成分について調べて、連立方程式を立て、それを解けばそれぞれの時点でのpHを計算することはできます。2価や3価の酸、塩基であればそれぞれの解離段階に応じて複数の酸解離定数を有していますので、式の数が増えます。
結局はそういった要因が折り合いを付けることができる点はどこ...続きを読む

Q中和滴定と中和点と指示薬

メチルオレンジの変色域は3.2~4.4
フェノールフタレインの変色域は8.3~10.0

強酸+弱塩基は中和するとほとんど中性で中和点は7くらい


として、この実験でメチルオレンジの変色域をつかうとすれば、
 ・ そもそも、メチルオレンジは3.2未満では赤色をしていて、4.4より上では黄色、その間では黄~赤へと徐々に変化する、ということなんですか?
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 ・ 逆にフェノールフタレインではどうなるんですか

Aベストアンサー

まあ、ご自分で結論を得られていたのに……
「pHジャンプなので、黄色になった瞬間から中和点に一気にいくから」
これが正解です。

ところで、強酸と弱塩基の中和だと、中和点は7よりは小さいですね

以下説明
中和点付近では滴下量に対するpHの変化が非常に大きいから。
中和滴定開始直後は0.1mLの滴下量でおこるpH変化は0.1も無いけれど、
中和点付近では0.1mLの滴下量でもpHは2とか3とか一気に変化することも起こりうる。
だから、pHが4.4を過ぎてるの滴下量と、pHが5や6であるときの滴下量にほとんど差がない。

中和点付近を変色域とする指示薬が中和滴定に利用できるのはそういった理由による。

フェノールフタレインだと、中和点を過ぎてしまい再びpHの変化が緩やかになってしまい、
フェノールフタレインの変色するころの滴下量と中和点での滴下量に大幅な差があるので使用できない。

Q中和滴定(再)

CH3COOH+C2H5OH→CH3COOC2H5+H2O
        ←

この可逆反応で混合物中の酢酸を中和滴定で
求めることが出来ると書かれてる本があります。

C2H5OH,CH3COOC2H5,H2Oは中性だと私は思ったので
混合物中の酸はCH3COOHだけだから
その濃度を求めれば中和滴定可能と思いました。

ですが、下の欄に
逆反応が生反応に比べて遅く無視できるので
中和滴定可能であると書かれてあり、その意味が
よく解らないです。


そしてここで質問した際、

中和滴定すると酢酸が中和され、
平衡を保とうと逆反応側へ促進されますが、
その速度が遅いので可能。
反応速度が早いとどんどん酢酸エチルから
酢酸が生成され、平衡状態の酢酸濃度は測れない。



と1度回答を受け質問を締め切ったのですが


正反応と逆反応どちらも早い場合、
時間をかなりおけば平衡状態になり
濃度一定になるので中和滴定可能にならないのか?
と思い再び質問を出しました。

すみませんが回答よろしくお願いします。

CH3COOH+C2H5OH→CH3COOC2H5+H2O
        ←

この可逆反応で混合物中の酢酸を中和滴定で
求めることが出来ると書かれてる本があります。

C2H5OH,CH3COOC2H5,H2Oは中性だと私は思ったので
混合物中の酸はCH3COOHだけだから
その濃度を求めれば中和滴定可能と思いました。

ですが、下の欄に
逆反応が生反応に比べて遅く無視できるので
中和滴定可能であると書かれてあり、その意味が
よく解らないです。


そしてここで質問した際、

中和滴定すると酢酸が中和され、
平衡を保とう...続きを読む

Aベストアンサー

>正反応と逆反応どちらも早い場合、
時間をかなりおけば平衡状態になり
濃度一定になるので中和滴定可能にならないのか?
と思い再び質問を出しました。

そもそもの議論は、はじめ(中和滴定開始前)の反応系の平衡に対するもののはずです。しかるに中和滴定でNaOHを加えればその平衡は移動します。そうはいいながらも、酢酸エチルの加水分解速度が遅いので、中和滴定の最中の平衡の移動は無視できると言うことです。
ところが、正逆両方の反応(というより酢酸エチルの加水分解)が速かったとすれば、滴定の最中にも酢酸エチルの加水分解がどんどん進み、最終的にはすべて酢酸(あるいはそれが中和された酢酸ナトリウム)になってしまいます。したがって滴定結果は酢酸と酢酸エチルの量の合計を表すことになります。求めたい結果がそれであるならばよいのですが、そうではありませんよね?そこが問題なんじゃないですか?

Q酸塩基指示薬(フェノールフタレイン)について教えてください

フェノールフタレインの変色機構とpHの関係に関わるのは、pH8~10の間にどんな変化が起こることによるものなんですか?
やはり、酸もしくは塩を入れた際に生じるプロトンなのでしょうか?
教えてください

Aベストアンサー

> pH8~10の間にどんな変化が起こることによるものなんですか?

 参考 URL に説明がありますので御覧下さい。なお,ここの図の「赤色 In-」の構造は間違っています。【誤】-CO(-)-OH ⇒【正】-CO-O(-) ですので,そのつもりで御覧下さい。

 この変化の結果,酸性領域では「HO-C6H4 ×2,C6H4-CO ×1」の短い共役系しか持たなかった分子が,アルカリ性領域になると「左のベンゼン環上の HO- から下側のジエノン環上の C=O まで」の伸びた共役系を持つ事になります。

 共役系が伸びると,光の吸収波長が紫外光領域から可視光領域に変わり,結果として着色して見えます。

 ここで,この構造の変化を起こしているのは H+ または OH- のイオンです。

参考URL:http://www.asahi-net.or.jp/~qq8a-tdn/acid-base/indicator.html

Q中和滴定曲線

中和滴定曲線についてですが、なぜ中和点での水溶液は必ずしもph7にならないんですか?中和滴定って中和の時はいつか調べるやつじゃないんですか?

同様に、中和点が2こあるやつもわかりません。

どなたか教えてください。

Aベストアンサー

簡単に説明すると、
中和反応では酸と塩基の反応により、水と塩が出来ます。
このうち塩は大抵水に溶けてイオンの状態になっています。
この時、用いた溶液が弱酸(酢酸など)、強塩基(水酸化ナトリウムなど)だったりすると、
出てきた弱酸のイオンは、ほとんどが水からH+を奪ってもとの弱酸に戻ります。
その結果、中和点でも水中にはOH-が多く残ることになります。
pHが示しているのは酸や塩基の量ではなく、あくまで水中のH+の濃度ですから、
OH-が多くなっている状態だと、pH7より大きくなります。

これが中和点でもpH7にならない理由です。

ちなみに中和滴定は中和の時はいつかを調べる、という目的より
濃度がわからない酸(塩基)の濃度を、濃度がわかっている塩基(酸)で調べる目的でよく使われます。

中和点が2個あるものは、2価以上の酸(塩基)だと、H+の数で弱酸か強酸かが変わるため、
中和点が2個できてしまいます。(H2SO4など)

Qメチルオレンジ指示薬の調製について回答お願いします。

メチルオレンジ指示薬の調製について回答お願いします。

メチルオレンジを3.0×10の4乗mol/l作るのにどうしたらいいでしょうか?

因みにメチルオレンジの…
分子量327.33
溶解度0.02g/100g

使える器具は…
メスフラスコ→500、250、100、50、10
ホールピペット→25、10、5

どうかよろしくお願いします。

Aベストアンサー

1) メチルオレンジの濃度は多分 3.0 x 10^(-4) mol / L ( not 3.0 x 10^(4) mol / L )
2) Methyl orange = 327.33 g/mol から 3.0 x10^(-4) mol /L とは 98.2 mg/L となる
3)メスフラスコ 500 ml に 調整するには、49.1 mg/500 ml
4) メスフラスコ 100 ml に メチルオレンジ 49.1 mg 計量し、最低5回、水(溶媒)で、溶かし注意してメスフラスコ 500ml に移しピペットで 500ml にする。
5)ビーカ 50ml があれば、そこに メチルオレンジ 49.1 mg計量し、何回も洗浄し メスフラスコ500mlに移し、最後に 500ml にする。


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