酢酸の中和滴定について

質問

1.市販の食酢を10倍に薄め10mlをホールピペットではかりとり、コニカルビーカーにとった。
2.指示薬としてフェノールフタレインを数滴そのビーカーの中に入れた。
3.約0.0molのNaOHaqで中和させた。

上から市販の酢酸の濃度を調べる実験をしたのですが、次のような事がわかりません。

1.なぜ中和させるのにNaOHを使ったのか
2.この実験でなぜ食酢の濃度がわかるのか

　私が通う学校（岩手県内の某商業高校）では化学の授業が少なくしかも急にこの実験のレポートを提出しなければならなくなり、それを書いているうちにわからないところが出てきたので質問します。
　私は化学が得意ではないので優しく、わかりやすくお答え下さるようどうか宜しくお願いします。

回答No.7

rei00

rei00 です。
　minochan さん，フォロ－ありがとうございます。ご指摘ごもっともです。少しかみ砕いて説明しようとして説明を省略した事も確かなんですが，チョット不正確になりすぎたかも知れません（反省）。

> また、強塩基だと少量の溶液で済む、というのも不正確な
> 表現です。加える塩基の溶液の量は塩基の価数と溶液の濃度に
> よるものです。強塩基か弱塩基かという問題ではありません。

　この部分は「不正確」というよりも「間違い」と言っても良いかも知れませんね。yoshinobu02 さん，無視して下さい。

回答No.6

minochan

rei00さんの回答の一部に不正確なところがあるので。。。
yoshinobu02さんの求めていらっしゃる回答よりは難しい話になるかとも思うのですが(化学２の「平衡」の範囲の話もはいりますので）。
数ある塩基の中でなぜNaOH(強塩基）を使うのか、ということですが、これは酢酸が弱酸で、弱塩基を使うと中和点が不明確になるからです。
酸が強酸であれば弱塩基を使っても中和滴定は不可能ではありません。
電離度が小さい（水溶液中でOH-と陽イオンに分かれにくい）塩基を弱塩基というので、ただの弱塩基の水溶液ではたしかに「OH- のモル数は 塩基 のモル数と同じ」にはなりません。厳密なことを言うと、強塩基でも本当は全部が電離しているわけではありません。
ところが、中和する過程で、電離して生じたOH-は酸のH+と結合して水になる、すなわち消費されるため、水溶液中にはOH-がない状態になります。
したがって、仮に弱塩基で滴定しても、加えた塩基から生じたOH-はどんどん消費されるので残りの塩基がどんどん電離することになり、結果的に「中和に使われるOH-のモル数は加えた塩基のモル数と同じ」ということになります。
これが成り立たないのであれば弱酸である酢酸の滴定そのものが不可能と言うことになってしまいます(酢酸だって、塩基を加えられなければ、ほんの一部しか電離していないので酢酸のモル数とH+のモル数は２桁ほど違っています）。
また、強塩基だと少量の溶液で済む、というのも不正確な表現です。加える塩基の溶液の量は塩基の価数と溶液の濃度によるものです。強塩基か弱塩基かという問題ではありません。
強塩基のほうがｐHの変化が大きく明確になるので中和点がはっきりして滴定しやすい、というのは確かです。なぜNaOHを使うのかという理由はこれに尽きると思います（あとは安価で入手しやすいってことかな）。

回答No.5

rei00

皆さんが回答されている通りですが，「化学の授業が少なく」，「化学が得意ではないので」という事ですので，ネット上の「高校化学」のペ－ジをご紹介しておきます。「授業プリント（化学）」の中の「８．酸と塩基」の「５．中和反応」の所をご覧下さい。

　「中和反応」とは「酸と塩基が互いに相手を打ち消し合って，酸でも塩基でもない物質に変化する反応」です。この時，酸（今の場合，酢酸）からでる H+ と塩基（今の場合，NaOH）から出る OH- は１：１で反応します（H+ + OH- → H2O）。

　つまり，中和に使用した OH- のモル数がわかれば，溶液中にあった H+ のモル数（つまり，酢酸のモル数）もわかるわけです。ここで，NaOH が強塩基ですから，OH- のモル数は NaOH のモル数と同じです。したがって，使用した濃度既知の NaOH の量がわかれば，「使用した OH- のモル数」→「存在した H+ のモル数」→「食酢中の酢酸のモル数」→「食酢の濃度」と，順に求めていけるわけです。

　ところで，色々ある塩基の中で何故 NaOH なのでしょうか？これは，上記の「OH- のモル数は NaOH のモル数と同じ」が強塩基にしか当てはまらないからです。また，強塩基を使用すると，中和に必要な溶液の量が少なくて済みます。また，少量の塩基溶液を加えるだけで，大きく溶液の pH を変化させることができるため，中和点が判断しやすくなります。ですので，強塩基を使用するわけですが，通常は，簡単に使用できる強塩基として NaOH が用いられます。

参考URL：

http://www.zzz.or.jp/masasuma/

回答No.4

minochan

中和の本質は酸（H+)と塩基（OH-)が出会って水（H2O)になることですよね。
食酢のすっぱい成分は酢酸（CH3COOH)がほとんどです。これは酸なので塩基を加えることで中和するんです。
NaOHは塩基だからこれを加えてちょうど中和するところを探すわけです。
ところが、食酢は酢酸がたくさん含まれる濃い溶液なのではじめに10倍に薄めた方が実験がうまくいく。
(酸の価数)×(酸の濃度)×(酸の体積）と(塩基の価数)×(塩基の濃度)×(塩基の体積）が一致したときにちょうど中和するのですが、この実験では酸の濃度以外の数がすべて求まりますよね(価数はどちらも１です）。
ここで求められた酸の濃度は食酢を10倍に薄めたものだから、もとの食酢に含まれていた酢酸の濃度は、この計算で得られた値の10倍になる、ということです。

回答No.3

makimaki7

補足：
質問とはちょっと関係ない余談ですが、
発色アルカリ性に呈色するフェノールフタレインを使うのは
弱酸と強塩基から生成される塩は電離するとアルカリ性を示すので、
フェノールフタレインが発色したところを中和点とみなします。
（中和してもアルカリ性なんですよ。笑）

以上、中和滴呈なのになぜアルカリ性になったところを中和したとみなすかの
余談でした。

回答No.2

makimaki7

0.0molでは滴定のしようがないのですが・・・
（それ以前にそれではNaOHじゃないし・・）
多分0.01molと書きたかったのではないかと推測しますが・・。

ただ、質問の答はあまりNaOHの濃度がそこまで重要ではないので説明しますね。

1.なぜ中和させるのにNaOHを使ったのか
　NaOHもCH3COOHも一価の塩基と酸なので滴定結果の計算がしやすい。
　NaOHは電度の高い強塩基なので、滴定に適している。
　（滴定曲線がある程度キレイにでます。）

2.この実験でなぜ食酢の濃度がわかるのか
　この実験により、コニカルビーカーの中の10ml中のH+の量がわかるので
　CH3COOHの量も分かる。
　（酸と塩基の中和ということは基本的にOH-の数とH+の数が同じになるということは分かりますよね？）
　そのCH3COOHの量を10倍すれば食酢10ml中のCH3COOHの量になるが、
　濃度を　mol/ml　で表すのだったら、
　10倍に薄めたということは薄めた10mlの液体の中には1mlの食酢が存在するので、
　滴定結果のNaOHの量と濃度を考慮して計算すれば食酢中のCH3COOHの濃度がわかります。　

計算式

酸の価数×{（酸のモル濃度×体積(L))/1000}＝塩基の価数×{（塩基のモル濃度×体積(L))/1000}

お礼

詳しくしかも分かりやすく教えて頂きありがとうございます。
ちなみにNaOHの濃度は0.0molではなく0.1molです。御迷惑をおかけしてすみませんでした。

回答No.1

noname#211914

>約0.0molのNaOHaq
「0.0mol」 ですか・・・・？

補足お願いします。

補足

NaOHの濃度は0.0molではなく0.1molでした。ごめんなさい。