混合溶液の定量

質問

いつもお世話になっています、中学生です。

啓林館のセンサー化学I・IIの89番です。

濃度不明の炭酸水素ナトリウムと炭酸ナトリウムの混合溶液
50mLを0.5mol/Lの塩酸で中和滴定すると、フェノールフタレインを
指示薬とした場合には塩酸10mL,メタルオレンジを指示薬とした
場合には塩酸40mLを要した。
このとき混合溶液50mL中の炭酸水素ナトリウムと炭酸ナトリウム
はそれぞれ何gか。

なぜか解答では、反応式が分かれていて、Na2CO3をx mol,
NaHCO3をy molとしたとき
フェノールフタレインの変色までの反応は
Na2CO3+HCl→NaCl+NaHCO3
よりx=0.5×10/1000＝0.005mol

メタルオレンジの変色までの反応は
Na2CO3+2HCl→2NaCl+H2O+CO2
NaHCO3+HCl→NaCl+H2O+CO2　なので
2x+y=0.5×40/1000=0.02
y=0.01
あとは式量かければOKなのですが、
どうもこの指示薬での式の違いが出てくる理由がわかりません。
炭酸ナトリウムと炭酸水素ナトリウムを別々で考えているのはもちろん
いいですが、炭酸ナトリウムが両方の指示薬で登場して、
炭酸水素ナトリウムがメタルオレンジのところでしか出てきません。
解説はさらっと書いてあるのでさっぱりわからないのです。
独学の身ですが、化学はさっぱりで大変です。
どなたか教えてください。お願いします。

回答No.1

noname#160321 · ベストアンサー

水酸化ナトリウムと炭酸ナトリウムを分別滴定するWarder法が有名ですが、原理的には同じです。
炭酸水素ナトリウムと炭酸ナトリウムは平衡にありますから、酸で滴定すると、初めに
ＣＯ3^2- ＋ Ｈ+ → ＨＣＯ3^-
の反応が起きます。
次に
ＨＣＯ3^- ＋ Ｈ+ → Ｈ2ＣＯ3 → Ｈ2Ｏ ＋ ＣＯ2↑
の反応が起きます。
それぞれ当量でのpＨが異なりますから、フェノールフタレインの色が消える点、pＨ８程度とメチルオレンジの変色域でそれぞれ定量が可能です。
ご質問の：
>Na2CO3+2HCl→2NaCl+H2O+CO2
の部分は炭酸水素ナトリウムの量の増加を考えないで、炭酸ナトリウムの量だけを考えなさいと言う「解法のテクニック」です。

補足

ありがとうございました