140 必修 基礎問XXX 帯は,指示薬Aおよび指示薬Bの変色域を表している。 中和点はpHが急激 図1~3は、 中和滴定の際の溶液のpH変化を示している。 また,図中の 次の文章を読み、下の問いに答えよ。 に変化する領域の中点であり, 酸や塩基の組み合わせにより中和点の位置や 使用できる指示薬が異なる。 図1のような滴定曲線が得られるのはア滴定した場合であり、指示薬 Aおよび指示薬Bとも変色域がpH 急変の領域内にあるので,どちらの指示 薬を使っても中和点の滴定量を測定できる。 一方, 図2はイ滴定した場 合に得られるが,変色域が pH 3.1~4.4 の指示薬B では中和点をみつけるこ とはできない。 逆に、図3の場合には指示薬Aは適さない。 pH 34 滴定曲線 図3は,具体的にはアンモニア水を塩酸で滴定したときに得られる。中和 点の適定量の半分を滴下した付近(X点)では,未反応のウと中和で生 成したエのモル濃度はほぼ等しい。 14 12 10 8 6F 4 [A の変色域 ●中和点 Bの変色域 滴定量 図 1 pH 問1 文中の ア 選び, その番号を答えよ。 ① 強塩基を強酸で ④ 強酸を弱塩基で ⑦ 弱塩基を弱酸で 2 文中のウ, 選び,その番号を答えよ。 ① 塩酸 ② ④ 塩化ナトリウム 14 12 10 8 6 4 2 中和点 滴定量 図2 化学基礎 pH 14 12 10 8 6 4 2 0. 水酸化ナトリウム 塩化アンモニウム X 中和点 滴定量 図3 5につい ] について,次の ① ~ ⑧ から最も適当な答えを 強酸を強塩基で (5) 強塩基を弱酸で ⑧ 弱酸を弱塩基で について,次の ① ~ ⑤ から最も適当な答えを (3) 弱塩基を強酸で ⑥ 弱酸を強塩基で ③ アンモニア 立命館大) している 10m Umi NaOH ag LOHCYa 10:14 曲は、次の DOA

ん。 . ミニウム NHO 8) となり、 を示し、DHか です。 チルオレンジ イン こまり極めて高い , 「HCI + NaOH 水酸化ナトリカ • NaCl + HO です。このとき [H+]=- 0.1× 10 1000 となり, 10g102=0.3 を使うと [OH-]=- -0.1× 10+9.99 1000 水溶液の全体積 pH=-logs [H+]=-10g10 (12/2 × 101) - 4+ 9.99 1000 (L) となります。メチルオレンジの変色域は pH=3.1~4.4 なのでこのあたりになり ます。 つまり 99.9% の HCI は中和されてしまっても, pH はまだ4くらいなのです。 メチルオレンジを指示薬として利用しても問題ないことがわかりますね。 反応前 2mol 反応後 1 mol また, 0.1 mol/Lの希塩酸 HCl 10 mL に 0.1mol/Lの水酸化ナトリウム NaOH 水溶液を 10.01 mL 加えたとします。 上と同じように pH を計算すると, 0.1x [mol] 10.01 1000 問1ア : ② [mol] -0.1× 10.01 +10 NH3+ HCI SUOME - × 10-4 = 4+10g102=4.3 ≒ 1/2×10- [mol/L] 1mol 0 mol 10 1000 つまり, [H+]=2×10-10 [mol/L] となり pH=-log10[H+]=-10g10 (2×10−1)=10-log102=9.7 となります。フェノールフタレインの変色域はこのあたりの pH です。 〔L〕 1000 イ:図2はアと比べるとグラフの形が比較的pHの高い所からはじまり,図1と同 じょうに極めて高い所にぬけていることと,中和点のpHが7より大きな塩基性 であることから, 「CH3COOH + NaOH」 のような「弱酸に強塩基」を加えていく滴 定だとわかります。 問2 図3はグラフの形が比較的pHの低い所からはじまり, pHの極めて低い所に ぬけていることと、 中和点のpHが7より小さな酸性であることから,「NH3 + HCI」 のような「弱塩基に強酸」を加えていく滴定だとわかります。 になったところです。 なおX点は,NH, を NH3 の 50% の HCI で中和した点で, NH3.17 :NH&CI_ =1:1 なぜ分かった? 例えば, NH3 2 mol を NH3 の50% の HC1molで中和したとすると, その量的関 係は次のようになりますね。 -≒5×10-5 [mol/L] NH4CI 1mol→NH3 : NHC|=1:1 イ: ⑥ 問2 ウ : ③ 第1章 理論化学 I:5 8. 酸と塩基 143