弱酸を強塩基で滴定したときの各点の pH
着眼点滴定曲線の4か所で使う式が変わる。開始点は弱酸、途中は緩衝液、中和点は加水分解、過剰域は強塩基。
| 滴下量 | 溶液の中身 | 使う式 |
|---|---|---|
| 0（開始） | 弱酸だけ | [\ce{H+}] = \sqrt{cK_a} |
| 中和に必要な量の半分 | 弱酸：塩 ＝ 1：1 | [\ce{H+}] = K_a（\mathrm{pH} = \mathrm{p}K_a） |
| 中和点 | 塩だけ | [\ce{OH-}] = \sqrt{cK_w/K_a} |
| 中和点より後 | 強塩基が余る | 余った \ce{OH-} の物質量 ÷ 全体積 |
例題
1
0.10 mol/L の酢酸 10 mL を 0.10 mol/L の水酸化ナトリウム水溶液で滴定した。中和点の pH は。K_a = 2.0\times10^{-5}\ \mathrm{mol/L}、K_w = 1.0\times10^{-14}\ \mathrm{mol^2/L^2}、\log_{10} 2 = 0.30。
解答
中和点は 10 mL 加えたとき。全体 20 mL に酢酸ナトリウム 1.0\times10^{-3} mol なので c = 0.050\ \mathrm{mol/L}
[\ce{OH-}] = \sqrt{\frac{0.050 \times 1.0\times10^{-14}}{2.0\times10^{-5}}} = \sqrt{2.5\times10^{-11}} = 5.0\times10^{-6} \mathrm{pOH} = 6 - \log_{10} 5 = 6 - 0.70 = 5.3
答え pH 8.7
[\ce{OH-}] = \sqrt{\frac{0.050 \times 1.0\times10^{-14}}{2.0\times10^{-5}}} = \sqrt{2.5\times10^{-11}} = 5.0\times10^{-6} \mathrm{pOH} = 6 - \log_{10} 5 = 6 - 0.70 = 5.3
答え pH 8.7
確認問題
1
上の滴定で、水酸化ナトリウム水溶液を 5.0 mL 加えたときの pH は。
答え
4.7（酢酸と酢酸イオンが等量で [\ce{H+}] = K_a = 2.0\times10^{-5}）