化学の問題教えてください

質問

Ａ，Ｂ，Ｃの３組の場合に対して、一定量の濃度未知の試料を三角フラスコにいれ、ビュレットから標準溶液を滴下しながら、三角フラスコ内の溶液のｐＨを測定した。得られた滴定曲線を図a～fに示す。

試料、標準溶液の順に
Ａ　ＮａＯＨ２０．０mL、ＨＣｌ２０．０mL
B　ＣＨ３ＣＯＯＨ２０．０mL、ＮａＯＨ２０．０mL
C　ＮＨ３aq２０．０mL、ＨＣｌ２０．０mL

（１）A～Cで用いた試料のモル濃度を求めよ。答え順に0.010mol/L、0.050mol/L、0.050mol/L
　　（Aはe、Bはｃ、Cはfの図）

（２）実験Cで用いたアンモニア水の電離度を求めよ。答え0.020

添付の図が見にくいと思います。左上からabc左下からdefです。eの真ん中の点線の値は２０mL、ｃｆは、１００mLです。
また、eの左上の値はｐH12.0、ｃの左下の値はｐH3.0、ｆの左上の値はｐH11.0です。

解説お願いします。

回答No.2

KURUMITO · ベストアンサー

新たに別の質問をされているようですね。
この問題を理解するのに苦労しました。６つの滴定曲線が示されていますが、それらの形にはいくつかの特徴がありますね。
アルカリ性の液体を酸で滴定する場合でも、あるいは酸性の液体をアルカリで滴定する場合でも初期のpH、中和点におけるｐHなどが７の場合とそうでない場合などを見ることが重要となります。

Aの場合にはNaOHをHClで中和する場合で強塩基と強酸の滴定ですから中和点のpHは約７ということになります。お示しの滴定曲線のうちでeの場合が想定されます。ところで標準溶液である塩酸の濃度がわからない状態では中和までに２０mlを使用したとしても計算することができません。しかしながらここに一つのヒントがあります。というのは滴定の最初の状態での溶液のｐHは１２となっています。
水溶液では[H^+]*[OH^-]= 10^-14の関係が成り立っていますので、ｐH = -log[H^;] = 12 ですので　OH^-の濃度は0.01 mol/lということになり、NaOHの濃度は0.01 mol/lとなります。
同時に滴定に使用したHCl標準溶液の濃度は0.01 ml/l ということになります。

Bの場合には酢酸を水酸化ナトリウムで滴定しているわけですが中和点でのｐHは弱酸と強アルカリの反応でｐH7よりも高くなります。また、酢酸ということで滴定の最初の状態でもｐHが多少高くなっています。お示しの滴定曲線ではc の場合が想定されます。20mlの酢酸溶液に対して上記で使用した0.01ml/l 水酸化ナトリウムを100mlで中和していますので
0.01 *100 /20 = 0.05
酢酸の濃度は　0.05 mol/lとなります。

Cの場合には弱アルカリを強酸で滴定しているわけで中和点でのｐHは7よりも低くなります。お示しの滴定曲線ではf　の場合が想定されます。pH11で滴定を開始し中和までに塩酸100mlを使用しています。塩酸の濃度は0.01ml/lですのでアンモニアの濃度は0.05mol/l となります。

アンモニア水の電離度ですが滴定の初めのアンモニア水のpHは11になっていますので先の関係から[OH^-]の濃度は1* 10^-3となります。

NH3 + H2O →　　NH4^+ + OH^-

上記の反応で0.05mol/l のアンモニアから0.001 mol/l の　OH^-が生成しているわけですから
電離度は
0.001 / 0.05 = 0.020

お礼

詳しい解説、分かりやすかったです。
長い間悩んでいたので助かりました。
ありがとうございました。

回答No.1

wasabifumi

問題に標準溶液の濃度が書いていないのがおかしいと思います。
標準液の量は滴下して決まるものなので何かの間違いだと思います。

答えから逆算するとＡＢＣの標準液ともに0.010mol/L　でしょうか？

（１）
ここで使用されている酸・塩基はいずれも１価のもでのですので
単純に等モルで釣り合いが取れます。
(釣り合いが取れる前後で酸性⇔塩基性の変化があります)

eの真ん中の点線の値は２０mLで点線、ｃｆは、１００mL
つりあいの取れる量はわかっていますね

モル数＝モル濃度×液量　なので後は方程式で解けますね

（２）
モル濃度が　XX　でpH=11　なら電離度はいくつ？と読みかえれますね？
pH＝１１だと　OH-濃度はいくつでしょう？

モル濃度がXXのどれだけが電離したらそのOH-濃度になるか考えましょう。

お礼

回答していただき、ありがとうございました。