化学者が溶液に溶解している物質の濃度を見つける必要がある場合、滴定と呼ばれる手法を使用することがよくあります。 すべての溶質が中和されるまで溶質と反応する化学物質を追加することにより、化学者は元々存在していた量、つまり溶液の濃度を判断できます。 酸と塩基の滴定の問題は、宿題と化学の授業でのテストでよくある課題です。
分析対象物（溶液に溶解した化学物質）と滴定剤（溶質を中和するために添加された化学物質）が強酸か強塩基かを判断します。 酸は陽子を放出する物質であり、塩基は陽子を吸収する物質です。 溶質が塩基の場合、滴定剤は酸になり、その逆も同様です。 塩酸、硝酸、硫酸、過塩素酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸が一般的です 強酸、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムの水酸化物は強塩基です。 一般的な酸と塩基のリストについては、「リソース」セクションのリンクを参照してください。
滴定反応の生成物が中性塩になるか、塩基性/酸性塩になるかを決定します。 強塩基と強酸が反応すると、生成物は中性塩（pH 7の塩）になります。 たとえば、塩酸と水酸化ナトリウムの反応により、塩基性でも酸性でもない塩化ナトリウムが生成されます。 ただし、弱塩基と反応する強酸は酸性塩を生成し、弱酸と反応する強塩基は塩基性塩を生成します。 この種の滴定の等量点を見つけるのはより困難であるため、弱酸と弱塩基の組み合わせで滴定が行われることはほとんどありません。
あなたが知っていることを書き留めて、問題が何を求めているのかを理解してください。 通常、この種の宿題またはテストの問題により、滴定剤と分析物のID、分析物の量、および滴定剤の濃度がわかります。 問題は、同等（すべての溶質が中和されたポイント）に到達するために必要な滴定剤の量を示し、pHを見つけるように求める場合があります。 元の溶液の同等性と濃度、または滴定剤と溶質の両方の濃度が得られる場合は、の各段階でのpHを見つけるように求められます。 反応。 問題の種類ごとに異なる戦略が必要になります。
酸と塩基の間の反応のバランスの取れた化学式を書き留めます（これは通常、問題でも与えられます）。 化学反応式を使用して反応物の比率を決定します。つまり、一方の化学物質が他方の分子と反応するために必要な分子の数です。
問題でそうするように求められた場合は、与えられたデータを使用して反応の各ステップでpHを計算します（そうでない場合は、このステップをスキップしてステップ6に進みます）。 分析対象物と滴定剤の同一性に応じて、4つの可能性があります。
1）分析対象物が強酸で、滴定剤が強塩基である場合、pHは分析対象物濃度の負の対数にすぎません。 分析対象物の濃度を求めるには、この時点までに追加された滴定剤のモル数を差し引き、次に総量（分析対象物の初期容量+追加された滴定剤の容量）で割ります。
2）分析対象物が強塩基で、滴定剤が強酸の場合、実行する手順は同じです。 （1）と同様ですが、分析対象物濃度の負の対数により、代わりにpOHが得られます。 pH。 pOHをpHに変換するには、14から減算します。
3）分析対象物が弱酸で、滴定剤が強塩基の場合、Henderson-Hasselbalchの式、pH = pKa + log（[共役塩基濃度] /残りの弱酸濃度）を使用します。 共役塩基の量は、これまでに追加した滴定剤の量と同じです。 それを総量で割って濃度を求めます。 多くの弱酸のpKa値は、「リソース」セクションにリンクされている表にリストされています。
4）分析対象物が弱塩基で、滴定剤が強酸の場合は、他の形式の ヘンダーソンハッセルバルチ方程式、pOH = pKb + log（[共役酸濃度] /残りの弱塩基 濃度）。 次に、14から減算してpOHからpHに変換します。
問題でそうするように求められた場合は、同等のpHを見つけます。 強塩基と対になった強酸の場合、当量でのpHは7です。 強酸滴定剤と弱塩基分析物の場合、元々存在していた弱塩基のモル数を取り、新しい総量で割ります。 （分析物の元の量+同等に達するために追加された滴定剤の量）濃度を見つけ、次にこれの負の対数を取ります 濃度。 弱酸分析物を含む強塩基滴定剤の手順は、一度服用したことを除いて同じです。 負の対数はpHではなくpOHになるため、から減算してpHに変換する必要があります。 14.
問題でそうするように求められた場合は、分析対象物の元の濃度を見つけます。 等量に達するために添加された滴定剤の量に滴定剤のモル濃度または濃度を掛けると、添加された滴定剤のモル数がわかります。 追加された滴定剤のモル数に、ステップ4で見つけた反応物間の比率を掛けたものは、最初に存在した分析物のモル数に等しくなります。 分析物のモル数を分析物の元の体積で割って、分析物の濃度を求めます。
チップ
この手順では、中和反応における酸と塩基の比率が1対1であることを前提としています。これは通常、一般化学クイズで見られる種類の問題です。
警告
同等またはそれ以前の濃度を見つけるときは、追加した滴定液の量を考慮に入れてください。