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中和滴定のpHを求める式を求めたのですが、これを使って、滴定曲線を描き、その形について考察をしたいと思います。

(pHジャンプが起こる理由などを納得したいです)
(例)
C(mol/L)のHCl10mLをC(mol/L)のNaOHxmLで滴定するとき、
(ア)0≦x<10
pH=ーlogC+log(10+x/10-x)
(イ)x=10
pH=7
(ウ)x>10
pH=pKw+logC+log(x-10/10+x)
のように求めました。
グラフを描きたいのですが、x=1,2,3、、、などと各値を代入してpHを求めて、エクセルを使う方法があるらしいのですが、この方法はどうでしょうか?
私は、数学は数3まで勉強済みですが、コンピューターの知識はほとんどありません。
エクセルを使うのは大変でしょうか?

質問者からの補足コメント

  • どう思う?

    回答ありがとうございます。
    電気的中性条件、モル関係式等を含めた連立方程式から、求めた[H]についての高次方程式をそのまま解くということですが、それは何次方程式でも可能なのでしょうか?
    また、その使い方の情報は何と検索すれば得られるのでしょうか?
    (コンピューターについてあまり詳しくないのですが、今回グラフを描く際に必要な技能ぐらいは身に着けようと思います)

    No.1の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時:2016/06/21 21:29
  • ありがとうございます。
    調べてみます。

    No.2の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時:2016/06/22 08:07

A 回答 (2件)

エクセルで高次方程式を解くにはいくつかのやり方がありますが、簡単に取り組むには「ソルバー」機能を用いるのが便利です。

グーグルで「エクセル 高次方程式 ソルバー」と検索すればたくさん出てきます。
また、エクセルを用いて酸塩基滴定の滴定曲線を自分で理論を理解しながら描こうと思うならば、下記のURLがおすすめです。シミュレーション法として二分法を用い、What-If分析のテーブル機能で滴定曲線を描いています。
http://www.sccj.net/publications/JCCJ/v5n1/a15/d …
この回答への補足あり
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この回答へのお礼

有難うございました。

お礼日時:2016/06/26 10:19

強酸-強塩基の滴定曲線を描くときは、中和点前後でケース分けをして近似式を用いる方法が一般的ですが、エクセルで滴定曲線を描くときは、近似式を用いないで[H+]に関する二次方程式(根の公式)を直接解くほうが簡単です(めんどうな計算はすべてエクセルが自動でやってくれるので)。



[H+] + [Na+] = [Cl-] + [OH-]
[H+] = ([Cl-]-[Na+]) + Kw/[H+]
[H]^2 - ([Cl-]-[Na+])[H+]-Kw = 0
したがって、[H+]は次式で与えられます。
[H+] = {([Cl-]-[Na+]) + √([Cl-]-[Na+])^2 + 4*Kw)}/2 ①
ここで、
[Cl-] = C*V/(V+x)
[Na+] = C*x/(V+x)
C = 0.1 (mol/L)
V = 10 (mL)

エクセルで、滴定量x (mL)を与えれば、①式を用いてすべてのpH=-log[H+]を求めることが出来ます。xとpHの値の範囲を指定して、挿入→グラフ→散布図を実行すれば滴定曲線が得られます。
この回答への補足あり
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この回答へのお礼

有難うございました。

お礼日時:2016/06/26 10:19

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