中和反応と塩

20分 Part 1 / Ch2 / Lesson 5

前提レッスン: 1-2-4

到達目標

中和: 酸の $\mathrm{H^+}$ と塩基の $\mathrm{OH^-}$ が反応して水ができる反応。

$\mathrm{H^+ + OH^- \rightarrow H_2O}$

同時に塩（えん） が生じる。

例: $\mathrm{HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O}$ $\mathrm{H_2SO_4 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O}$

中和の完了条件: 酸が出す $\mathrm{H^+}$ の mol = 塩基が出す $\mathrm{OH^-}$ の mol

$a \cdot c_a \cdot V_a = b \cdot c_b \cdot V_b$

$a$ : 酸の価数、 $b$ : 塩基の価数、 $c$ : モル濃度、 $V$ : 体積

中和の量的関係

塩の種類	組み合わせ	水溶液の性質	例
正塩 (中性塩)	強酸 + 強塩基	中性	NaCl, $\mathrm{K_2SO_4}$
正塩 (酸性塩)	強酸 + 弱塩基	酸性	$\mathrm{NH_4Cl}$
正塩 (塩基性塩)	弱酸 + 強塩基	塩基性	$\mathrm{CH_3COONa}$
酸性塩	H⁺ が残る	多くは酸性	$\mathrm{NaHSO_4}$ , $\mathrm{NaHCO_3}$ *

塩の種類と水溶液の性質

* $\mathrm{NaHCO_3}$ （炭酸水素ナトリウム）の水溶液は弱塩基性。名前は「酸性塩」だが水溶液は塩基性になる例外。

例題: 中和滴定の計算

$0.10\ \mathrm{mol/L}$ の塩酸 $20\ \mathrm{mL}$ を中和するのに、 $0.20\ \mathrm{mol/L}$ の水酸化ナトリウム水溶液は何 mL 必要か。

HCl は1価の酸（ $a = 1$ ）、NaOH は1価の塩基（ $b = 1$ ）

$1 \times 0.10 \times 20 = 1 \times 0.20 \times V_b$

$V_b = \frac{0.10 \times 20}{0.20} = 10\ \mathrm{mL}$

Q1 中和反応で必ず生じる物質は?

Q2 0.10 mol/L の H₂SO₄ 50 mL を中和する NaOH (0.20 mol/L) は何 mL?

Q3 CH₃COONa の水溶液は何性?

問1. 濃度不明の酢酸 $10.0\ \mathrm{mL}$ を $0.10\ \mathrm{mol/L}$ の NaOH で滴定したところ、 $15.0\ \mathrm{mL}$ で中和点に達した。酢酸のモル濃度を求めよ。

解答・解説

酢酸は1価の酸、NaOHは1価の塩基:

$1 \times c_a \times 10.0 = 1 \times 0.10 \times 15.0$

$c_a = \frac{0.10 \times 15.0}{10.0} = 0.15\ \mathrm{mol/L}$