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「pHジャンプ」ってそもそもどのような現象を指すのですか?
急激にpHが上がることなのか、滴定したときにグラフに生じるブレのことなのか...
そしてpHジャンプはなぜ起こるのかを教えてください。

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A 回答 (2件)

pHジャンプは中和点付近で急にpHが大きく変化することをいいます。

なぜ起こるかというと、例として強酸(HCl 0.1mol/L 10mL)を強塩基(NaOH 0.1mol/L)で中和することを考えてください。

中和滴定では、1滴ずつ落としながら指示薬の変化を見て判断しますよね。今、1滴が0.1mLだとしましょう。最初HClだけであれば[H+]=0.1=1.0×10(-1)mol/Lつまり、pH=1となります。そこに、NaOHが3滴入ると少しだけ中和して
[H+]=(H+の物質量-OH-の物質量)÷体積で求まるので、
[H+]=(0.1×10/1000-0.1×0.3/1000)÷10.3/1000=0.094mo/LとなりpHは1.03となります。H+の物質量に比べてOH-の物質量は3/100ですし、体積もほとんど増えないため[H+]は入れる前の0.1mol/Lと大して変わりません。

しかし、中和点ギリギリまでOH-を加えていくとpHは徐々に上がり始め、今ここまでにおよそ9.8mLのNaOHを加え終わり、pHは3まであがったとします。つまり、[H+]=0.001mol/Lまで減っています。ここに同じように3滴たらすと
[H+]=(0.001×19.8/1000-0.1×0.3/1000)÷21.1/1000=-0.00048mol/Lとなり、pHは10.7となります。少なくてもH+よりOH-の方が多くなるので、pHは7以上になりますよね。たった、3滴=0.3mLでです。このため、横軸を10mL単位や5mL単位でとると0.3mLでpHは3から11に跳ね上がるように見えるのです。
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この回答へのお礼

詳しい説明までありがとうございます。
お礼が遅くなって申し訳ないですm(_ _)m
とてもわかりやすかったです。
ありがとうございます(*^-^*)

お礼日時:2008/11/02 16:28

強酸HClを強塩基NaOHで滴定する場合について考えてみます。



NaOHを滴下していくにつれて溶液中の[H^+]は徐々に減少していきます。
仮にここで水の解離による[H^+]を無視した場合、
中和点の直前から中和点に向かって、[H^+]→0 になる為、pH=-log[H^+]→∞ と急激に上昇します。

ところが実際には水の解離によるH^+がpH=6を超えたあたりから無視できなくなり、
その結果上昇の最中にpH=7を通過してしばらく上昇を続け、その後落ち着きます。

このような一連の急激な上昇があたかもジャンプをしているように見える為に
このように呼ばれていると思います。
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この回答へのお礼

レポートやってたせいでお礼が遅くなってしまってすみません。
すごく助かりましたm(_ _)m
pHジャンプを調べようにもそれ自身が何なのかがわからないと手も足もでなかったので...本当にありがとうございます!!

お礼日時:2008/11/02 16:25

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Q当量点と中和点の違い

質問タイトルの通りですが、
「当量点と中和点は何がちがうのでしょうか?」
 (ちなみにwikipediaで調べたら
  当量点:全ての被滴定物質が反応し尽した時点とありました。)

どうかこの疑問に答えていただきたいです。よろしくおねがいします。

Aベストアンサー

回答としては #4 でいいと思いますが,そういうことなので,中和点という言い方を止めて欲しいと常々思っています.
どうしても中和=中性という感覚がついてまわり,#2,#3 のように思っている人は専門家や経験者であってもかなり多いと思います.
しかし,中和点を中性の点という意味で使う場合もあり得ます.たとえば,酸廃液を中和してから廃棄するときに,どれだけ塩基を入れるかとかいう場合ですね.分析化学的な意味での「中和点」ではなく,あくまでも中性にした点という意味で使われてしまいます.なので,酸塩基だろうがなんだろうが,当量点に統一して欲しいわけですが...まあ,無理ですかね...

QpHジャンプについて教えてください

化学のレポートで「中和滴定におけるpHジャンプ(pH飛翔)がおきる理由を説明せよ」という問題がでています。なぜpHジャンプがおきるのでしょう?教えてください。

Aベストアンサー

HClをNaOHで滴定するとして、 完全に解離したHCl由来のH+が中和(消費)
されることだけ考えてみましょう。HClやNaOHの濃度と体積を適当に決めて
(テキスト等に例があるかも?)NaOHの滴下量と水素イオン濃度(mol/L)の
関係を計算して表にしてください。中和点を超えるNaOHは入れないことに
します。これをグラフに書いたら、飛躍する形が見えましたか? 求めた水素
イオン濃度をpH に換算したら、表とグラフ(縦軸pH)はどうなりましたか?
盲点のような「飛躍の理由」にお気付きいただけるでしょうか?

この試行では中和点のpHが∞になってしまいます。pHの値(特に中和点付近)
には、水の解離平衡が密接に関係していますので、これを考慮すれば中和点の
pHは7.0と算出されますが、「なぜ飛躍するか?」とは別問題でしょう。

#嘘は書いていないつもりですが、良いヒントかどうかは「自信なし」

Q酢酸の中和滴定曲線

酢酸の中和滴定曲線って滴定初期のとき急激に上昇しますよね?あれの理由を教えてください。なんとなく平衡が関係してくるのは分かるのですが、しっかりとは理解できてないので教えてください。

Aベストアンサー

まず、中和滴定曲線の載っているサイトを挙げておきます。
以下ではこのサイトの図を参照しながら説明をします。(W)の図という参照の仕方をします。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%AD%E5%92%8C%E6%BB%B4%E5%AE%9A%E6%9B%B2%E7%B7%9A

滴定曲線は2つの部分からできています。
勾配のゆるい、直線的な坂のような所(I)と、崖のように勾配のきついところ(II)とです。
(I)、(II)ともに重要な特徴です。
(I)の特徴があるからこそ指示薬を使った濃度決定が可能になります。「滴定曲線」という言葉の中心はこの部分にあります。
(II)はその意味では「滴定」という目的からは外れているということになります。でもその特徴を使って緩衝溶液という用途が出てきます。
(I)、(II)のどちらもが重要な特徴です。
こういう特徴が出てくる理由は授業で説明はありませんでしたか。

(I)、(II)の違いが出てくるのは外部からの加えた変化がどのように現れるかの違いになっています。
1 が1.1または1.2に変わるような変化である、・・・(I)
1 が10または、100に変わるような変化になっている・・・(II)

対数をとると
(I)0 → 0.041、0.079
(II)0 → 1, 2


(あ)塩酸を水酸化ナトリウムで中和して行くと初めは(I)の変化ですが中和点のところで極端に勾配のきつい(II)になります。
(W)の図で見ると崖の高さの変化はpHで3から11まで、8程度の差です。
 NaOHの滴下量が少ない時のpH変化は1~2です。

(い)酢酸を水酸化ナトリウムで中和して行った時に、中和点では(II)です。(II)は中和点でのpH変化を表している特徴であるようです。この場合は(あ)の場合ほどpHの変化は大きくありません。5ほどpHが変化します。ところが水酸化ナトリウムを滴下し始めた最初にも(II)の変化が出てきます。(I)の変化は2つの(II)の間に出てきます。塩酸の場合には(II)は中和点だけで出てきますから初めに(II)が出てくるのは弱酸の特徴であると考えていいようです。
ご質問はこの部分についてですね。

「なぜ、弱酸の場合には水酸化ナトリウムの滴下の最初に(II)の特徴が出てくるのか」
という質問です。

リン酸に水酸化ナトリウムを加えた場合の滴定曲線がヒントになります。
リン酸はH^+が3つ出てきます。
(W)のグラフを見てみると
(I)、(II)、(I)、(II)、(I)、(II)
と繰り返します。中和点が3つあるので(II)の部分が 3つ出てきます。
最初に(I)が出てきますのでリン酸の第一段階が塩酸と同じ特徴を示していることになります。
この意味ではリン酸の第一段階はかなりの強酸であるということになります。pKa≒2ですから「強酸」のイメージがないかもしれませんが滴定曲線のカーブで考えると塩酸と同じ特徴を示すということでの判断です。
考えている濃度が0.1mol/Lですから完全電離だとpH=1になるはずです。グラフのpHの値を見ると20%程の電離のようです。

酢酸だけの時のpHの値は(W)の図から判断すると1%程です。これが弱酸の特徴であると考えると(I)と(II)の境目は電離度が0.1辺りにありそうです。0.1mol/Lの酸のpHが2以下で上に凸のグラフになりそうです。電離平衡定数の値で言うとpK≒3です。酢酸の電離平衡定数はpK=4.76 ですからハッキリと弱酸です。

リン酸の最初の中和点を見てみるとpHが5付近を中心にしています。
このグラフの中和点から後だけを見てみると酢酸の最初の部分と同じように見えます。
酢酸の最初の立ち上がりは中和点でpHが急激に変化するのと同じ仕組みだろうと考えられます。
そう考えるとリン酸の最初の部分(第一中和点から左の部分、強酸の特徴を示す部分)を酢酸で実現するのには塩酸を混ぜればいいというのが分かります。
第一段階が強酸、第2段階の電離定数が酢酸と同じであるような2価の酸を考えると最初の中和点から後に酢酸の滴定曲線と同じものが出てくるでしょう。この2価の酸は塩酸と酢酸を当量混ぜたものとほとんど同じ性質になるはずです。

これは電離平衡定数を使った数値計算でも確かめることができます。

まず、中和滴定曲線の載っているサイトを挙げておきます。
以下ではこのサイトの図を参照しながら説明をします。(W)の図という参照の仕方をします。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%AD%E5%92%8C%E6%BB%B4%E5%AE%9A%E6%9B%B2%E7%B7%9A

滴定曲線は2つの部分からできています。
勾配のゆるい、直線的な坂のような所(I)と、崖のように勾配のきついところ(II)とです。
(I)、(II)ともに重要な特徴です。
(I)の特徴があるからこそ指示薬を使った濃度決定が可能になります。「滴定曲線」という言葉...続きを読む

Q理論値との違いの理由

塩酸、水酸化ナトリウム水溶液共に0.1、0.01、0,001、0.0001、0.00001Mの稀釈溶液をpHメーターを用いてpHを測定しました。
各水溶液とも理論値と若干ずれた値がでています。
それはなぜかわかるかたいらっしゃいましたら教えてください。

Aベストアンサー

単純 誤差があるから

図るのもすべて正確な値は表示しません
ある誤差を含んだ範囲しか測定できないのです

他には
・使用した水が純粋な水でなかった
・ビーカ等に付着物があった
・測定にミスがあった
・測定器の取り扱い方が正確でで無かった
 測定器によっては、つかう前に校正をしないといけない物もある
 電気をいれた直後は安定しない
 電気をいれて2時間後くらいに使用しないといけない
・精度がいるのに精度がない測定器をつかった
 なんかがあります

 たぶん 誤差ですね

例で書くと
 重さを量るとします

 誤差が±3%の測定器をつかうと

 正確な100gの物なら
 97~103gの範囲のどれかを値がでますけどね

Q中和適定についてです

中和適定で適定値に誤差ができる理由を教えてください

Aベストアンサー

 どんな薬品・器具を使い、どんな手順で測定したかを書かないと、回答できない質問ですね。なんとなく実験レポートの考察課題のような……

 まず、試薬の濃度の誤差。試薬に何を使うか質問に書いてありませんが、シュウ酸などは潮解をしないので比較的正確な濃度の液が作れますが、質量測定の誤差・メスフラスコに入れる水の量の誤差などがあり得ます。

 測定の際の各液の体積の測定誤差。
 器具も何を使うか書いてませんが、メスピペットなどではかり取る液の量の誤差や、ビュレットの目盛りの読み取り誤差。
 あと、器具の洗浄関連で、きちんと共洗いをすべきところをしていなかったりすれば、誤差が大きくなります。

 中和点を決定するところの判断。
 指示薬の色の変化を見ますので、測定の個人差が出るでしょう。

 一滴の体積がある程度あること。
 一滴落とすときは中和前で、一滴落としてしまうと中和典雅すぎてしまう、というとき、一滴の体積の範囲の誤差が出ます。

 空気中の二酸化炭素が溶けこむことによって、試薬のpHが変動する誤差。

 実験にかかる時間によっては、水の蒸発によって試薬の濃度が変わることもあるかも知れない。

 思いつくままにあげてみましたが、実験手順によって、どの誤差が大きくなるかは違ってくると思います。

 どんな薬品・器具を使い、どんな手順で測定したかを書かないと、回答できない質問ですね。なんとなく実験レポートの考察課題のような……

 まず、試薬の濃度の誤差。試薬に何を使うか質問に書いてありませんが、シュウ酸などは潮解をしないので比較的正確な濃度の液が作れますが、質量測定の誤差・メスフラスコに入れる水の量の誤差などがあり得ます。

 測定の際の各液の体積の測定誤差。
 器具も何を使うか書いてませんが、メスピペットなどではかり取る液の量の誤差や、ビュレットの目盛りの読み取り...続きを読む

Q滴定曲線からpKaが求められる理由

0.02mol/LCH3COO30mLを0.1mol/LNaOH(0~12mLまで)で滴定して、NaOHの滴下量とCH3COOHのpHから滴定曲線を作成しました。
この滴定曲線から作図法で滴定終点を求めたのですが、pKaの概略値が滴定終点の1/2のNaOH滴下量の時のpHの値に等しくなる理由が分かりません。ネットで調べても、滴定終点の1/2の滴下量時のpHでpKaが出てくることすら見当たらないです。ヘンダーソンバッセルハルヒの式が関わっているそうなのですが、その式だけ見ても全く見当がつきません。
回答よろしくお願いします。

Aベストアンサー

#2です。


pKa=-log(Ka) 、Ka は酢酸の酸解離定数です。

% を表す式は、次の電荷収支から理論的に得られたものです。

[H^+]+[Na^+]=[CH3COO^-]+[OH^-]

[H^+]+Bx/(v+x)=AvKa/{(v+x)([H^+]+Ka)}+(Kw/[H^+])

[H^+]=Ka を代入、xをvで表して、x=f(v)。

当量点は、x=Av/B だから、100*f(v)/(Av/B) (%)



pKaが小さい程(酸として強い程)、50%の 1/2当量点 から手前にずれていく事が分かります。

Q吸光度の単位

吸光度の単位は何でしょうか!?
一般的には単位はつけていないように思われるのですが。。
宜しくお願いします。

Aベストアンサー

物理的には、No.1さんも書かれているように吸光度も透過度も基本的に同じ単位系の物理量どうしの「比」なので「無単位」です。しかし、無名数では他の物理量、特に透過度と区別が付かないので、透過度は"透過率"として「%」を付けて表し、"吸光度"は「Abs(アブス)」を付けて呼ぶのが業界(分析機器工業会?)のならわしです。

QW/V%とは?

オキシドールの成分に 過酸化水素(H2O2)2.5~3.5W/V%含有と記載されています。W/V%の意味が分かりません。W%なら重量パーセント、V%なら体積パーセントだと思いますがW/V%はどのような割合を示すのでしょうか。どなたか教えていただけないでしょうか。よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

w/v%とは、weight/volume%のことで、2.5~3.5w/v%とは、100ml中に2.5~3.5gの過酸化水素が含有されているということです。
つまり、全溶液100ml中に何gの薬液が溶けているか?
ということです。
w/v%のwはg(グラム)でvは100mlです。

Q当量点の求め方

滴定曲線からの当量点の求め方がよく分かりません。
(線を3本ひいて求める方法のことですが・・・)

分かる人がいましたら教えてください。

Aベストアンサー

この作図は意味がありません.
45°って,軸のスケール変えたらどうするんだろうかと.
こんな教材を作ったやつの顔が見たいくらいです.
本来は最大の傾きを与えるようなところを探しますが,現実の滴定曲線ではそれは無理でしょう.
縦になっているところの中間付近を通るような直線を,物差しを当ててよく観察して,変曲点を探すというのが現実的です.
滴定が適切に条件設定されて行われているのであれば,このあたりの傾きは大きいので,変曲点の位置判定が少しくらいずれても,滴定値としての誤差は小さく,その他の誤差を考慮すれば十分な精度が得られるはずです.
また傾きがあまり大きくない場合については,細かく滴定点を取れるはずですから,変曲点をほぼ正確に探し出せるはずです.

Qキレート滴定について。

度々失礼します。

キレート滴定の実験で、溶液のpHを緩衝溶液で特定のpH範囲に調整しなければならないのはどうしてでしょうか?
どなたか解る方教えてください。

Aベストアンサー

理由1:金属イオンとキレートが結合する強さ(安定度定数)は、pHによって変化する。
 pHが低いほど結合は弱くなるので、できれば高pH域でやりたい。
理由2:しかし、金属イオンはpHが高くなると水酸化物の沈殿になり、キレート滴定できない。
 水酸化物が出来ないpH領域でなければならない。
理由3:キレート剤は酸であり、金属イオンと結合する際、水素イオンを放出すし、溶液のpHを変化させる可能性がある。
 このため、溶液にpH緩衝性を持たせている。

参考:少し前の質問
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=857044


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