ある1価の酸Aの水溶液10.00mlを三角フラスコに取り、これを0.100mol/lの水酸化ナトリウム水溶液で滴定した。このとき加えた水酸化ナトリウム水溶液の体積とpHの変化の一部を表に示す。この表の値を用いて回答せよ。
     体積(ml)         pH
      0            3
      1            4.05
      2.5          4.52
      5            5  
      7.5          5.48
      9.5          6.28
     10.5         10.99
     11           11.96   
     13           12.57
     16           12.7

(1)酸Aの水溶液の濃度は何mol/lか(有効数字3桁)。また、酸Aの水溶液の電離度はいくらか(有効数字1桁)。
(2)この中和滴定の実験の指示薬として誤って変色域がpH4.2~4.4のものを用いた。このとき求めた酸Aの水溶液の濃度は、酸Aの正しい濃度の何倍になるか。


答えは出してみたけど、おかしいような・・・
(1)の濃度だけでも、誰か解説してください・・・お願いします

A 回答 (3件)

(1)


NaOH溶液16 mlを加えたpH12.7の溶液において、

log[H+] = -12.7
log[OH-] = -14 + 12.7 = -1.3
= -(log10 + log2)
= log (1/10 * 2)
[OH-] = 1/20 = 0.05 (mol/l)

よって、溶液中のOH-の量は 0.05(10 + 16) = 1.3 (mmol)

pHの変化から、「[AH] = [A-] となる点」のpHは5付近であることがわかります。
そこでpH12.7において解離していない酸の量は無視でき、
加えたNaOHの量は 0.1 * 16 = 1.6 (mmol) だから、
1.6 - 1.3 = 0.3 (mmol) の酸が最初に存在していたことになります。
よって濃度は、0.3 / 10 = 0.03 (mol/l) になると思います。
有効数字3桁だから、0.0300でいいでしょう(わざわざ3桁とする意図がわかりませんが)。

また、酸の溶液のpHが3なので、[H+] = 10^-3 (mol/l) ですから、電離度は
10^-3 / 0.0300 = 0.03 でいいと思います。

(2)
指示薬の変色域は、関係する化学種の吸収スペクトルにもよりますが、大体2くらいの範囲にわたっていて、pH4.2~4.4というのは原理的にありえないと思います。もし問題が本当にこうなら、適切ではないといえそうです。
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(!)



酸Aの強さがわからない以上、pHの値がいくつでで中和したのか
はわかりませんから次のような方法を使って答えると思われます。

酸の解離反応を HA → H+ + A- とします。

NaOH水溶液を16mL加えた時について考えます。

陽イオンと陰イオンの数は同じでなくてはならないので

[H+] + [Na+] = [OH-] + [A-]
(ただし[X]は化学種Xの濃度)

ここでpHの値から考えて[H+]は[Na+]に対してほとんど
無視できますから

[A-] = [Na+] - [OH-]

[Na+]は加えたNaOHの量が分かっているので計算できますし、
[OH-]もpHの値から求まります。

そして、酸はほとんど完全に中和しているはずですから[HA]は
[A-]に対して無視できますので最初の酸のモル数は、この時点での
[A-」のモル数と同じと考えても良いはずです。

よって[A-]/(10+16)×10が最初の酸の濃度になります。

酸の濃度が分かればNaOHを加える前のpHの値から電離度が計算
できます。
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(1)について


 前回の質問(参考 URL)で aruberihi さんが回答されている内容で充分なような気がしますが。どこがわからないのでしょうか。答えは出したという事ですので,それをお示し下されば,もう少し具体的な回答も出来るかも知れません。

(2)について
 pH 4.2~4.4 の指示薬を使った場合,表の pH 4.52 で変色するはずです。つまり,この時点で酸Aは中和された事になり,使用した水酸化ナトリウム水溶液の量から酸Aの濃度が求まります。
 この濃度を(1)で求めた濃度と比べれば,答えが・・・。

参考URL:http://www.okweb.ne.jp/kotaeru.php3?q=59668
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なぜ、10.5/1000をかけるのですか?
中和点=その物質の体積ってことなんですか?

もしそうだとしたら、中和点は調べたところ酸と塩基がちょうど過不足なく反応し終えた状態だと書いてありました。なので酢酸水溶液の体積も10.5mLになるのではないのでしょうか?

日本語がおかしい所があると思いますが、ご了承ください。

回答よろしくお願いします。

Aベストアンサー

>中和点は調べたところ酸と塩基がちょうど過不足なく反応し終えた状態だと書いてありました。
教科書に書いてあるから、「フムフム」と、納得しましたね!
そこで、「酸と塩基の何が?」と思わないと。
「体積」と思いました? 違いますね。
「濃度」?
「質量」?
「物質量」惜しい!もう一声

キーワードは「反応し終えた」にあります。
では、
なにが、どんな反応しているのでしょう。

中和反応とは
H^+ + H^- → H2O
ですよね。

つまり、中和点とは「酸が持っているH^+の量(物質量:モル数)」と
「塩基が持っているOH^-の量(同上:本当は、受け取れるH^+の量)」が同じになって、
「過不足なく」反応する点なんです。

{「物質量」は惜しい!}と書きましたが、「価数」という言葉が出てきませんでしたか?
すべての酸(や塩基)が分子1個で、1個のH^+を出したり(受け取ったり)するわけではありませんね。
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と、脇道にそれましたが、この問題では、「酢酸」も「水酸化ナトリウム」も価数は1ですね。
では、中和に要した水酸化ナトリウム溶液が出した OH^- の物質量は?
そして、濃度c(mol/L)の酢酸水溶液25mLにあった H^+ の物質量は?
これが等しく、過不足がないのです。

ご理解いただけましたでしょうか?

>中和点は調べたところ酸と塩基がちょうど過不足なく反応し終えた状態だと書いてありました。
教科書に書いてあるから、「フムフム」と、納得しましたね!
そこで、「酸と塩基の何が?」と思わないと。
「体積」と思いました? 違いますね。
「濃度」?
「質量」?
「物質量」惜しい!もう一声

キーワードは「反応し終えた」にあります。
では、
なにが、どんな反応しているのでしょう。

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