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二段階中和滴定での反応式におけるpHの考え方

NaCO_3 とNaOHの混合水溶液がある。この10.0mlを中和するのに フェノールフタレインを指示薬としたとき1.0mol/lのHCl7.3mlを要し、メチルオレンジの場合はHClを11.6ml要した。この混合水溶液1.0l中には何グラムNaOHが含まれるか という問題がありました。 まずNaOHの中和は NaOHの中和  (1)NaOH+Hl → NaCl+H_2O 炭酸ナトリウムの中和は2段階で起こる Na_2CO_3の中和 (2)Na_2CO_3+HCl → NaCl + NaHCO_3 (3)NaHCO_3 + HCl → Nacl + H_2O + CO_2 とまでは反応式を立ててあっていたのですがここで問題の指針の解説をみてわからなくなってしまいました。 フェノールはpH8.3~10.0 メチルオレンジはpH3.1~4.4 が変色域である。 それに(3)の式においてはpH8以下でなければ起こらないからフェノールの指示薬の場合は (1)(2)式 メチルオレンジは(1)(2)(3)式の反応が起こる。 と書いてありました。 二段階中和滴定なので曲線を見ればpHは8以下というのはわかるのですが なんで(3)式だけがpH8以下でなければならないと断言できるのでしょうか。 (1)式は同じイオン価数とモル数ならば等しくなるのでpH7になることはわかるのですが (2)(3)式はどのようにしてこの指針のようにpHの領域を断言しているのでしょうか。 ご教授のほどお願い申し上げます。

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pHを知るには、CO2のpKa1とpKa2が必要ですね。 (2)の終点に於けるpH≒(pKa1+pKa2)/2=8.3 (3)の終点に於けるpH≒(1/2)・{pKa1‐log([CO2])}<7

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質問者からのお礼

CO_2のかい離定数を調べるという形で合計がpK=14となるその差を利用して求めるのですね。ありがとうございました。

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>フェノールはpH8.3~10.0 メチルオレンジはpH3.1~4.4 が変色域である。 と書いてあるように、フェノールフタレインが消色した段階で、液性は7を超えています。 メチルオレンジの色が変わった段階で、初めて炭酸水素イオンが消費されたことが担保されます。

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ありがとうございました。

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