【理科講師対象】大学入試頻出の中和滴定の重要ポイントを指導できるようになろう！

中和とはH^＋とOH^-がくっついてH₂Oになり、余ったものがくっついて塩になるという単純な反応です。あくまでも重要なのはH^＋とOH^-の反応だということです。このことを心底理解しているかどうかによって、問題の出来不出来が決まります。

中和滴定

中和滴定の計算問題で覚えるべきことは、ただひとつ、その物質が何価の何性の物質か、ということだけです。

例えばHCl・CH₃COOHが一価の酸性、NH₃・NaOHが一価の塩基性などと言うことです。ここに弱酸性だとか強酸性だとかは関係ありません。（ただ他の問題を解くのに必要なので弱酸とか強酸だとかも覚えなければなりませんが。）

なぜ、酸性や塩基性の強さが関係ないかと言うと、これもH^＋とOH^-の反応であると言うことに関係しています。

例えば強酸のHCl1molをNaOH1molで中和した時と、弱酸のCH₃COOH1molをNaOH1molで中和した時を考えてみましょう。強酸はほとんどH^＋が電離しているのでOH^-と反応してH₂Oが1mol生じます。一方、CH₃COOHは例えば電離度が3％だったとすると、0.03molのH^＋が存在しています。これが同じく0.03molのOH^-と反応して0.03molのH₂Oが生じます。そうすると、今まであったH^＋がなくなってしまったので新しく0.03molのH^＋が生じます。これがまたOH^-に中和され、それによってH⁺が生じ、、、と言うように少量の中和が繰り返される要領で最終的に全てのCH₃COOHが中和されH₂O1molが生じます。（正確に議論するには、化学平衡の知識を使わないと行けませんが、ここでは割愛します。）

あとは、H^＋とOH^-の反応であるということに注目してH⁺の数とOH^-の数が同じであるという式を立ててしまえば解けてしまいます。

ここで、高校で必要な酸と塩基を表にしておきます。（一応酸性・塩基性の強さも併記します。）

HCl（塩酸）	一価の強酸	NH_{3（アンモニア）}	一価の弱塩基
HNO_{3（硝酸）}	一価の強酸	アルカリ金属OH	一価の強塩基
H₂SO_{4（硫酸）}	二価の強酸	アルカリ土類金属(OH)₂	二価の強塩基
CH₃COOH（酢酸）	一価の弱酸
H₂S（硫化水素）	二価の弱酸
H₃PO_{4（リン酸）}	三価の弱酸
H₂C₂O_{4（シュウ酸）}	二価の弱酸

それでは、このことをよく理解し、覚えたら、問題を解いてみましょう。

例題

濃度未知のHCl100mLを0.10mol/Lのアンモニア溶液500mLに混ぜたところ、塩基性であった。これを中性にするのに0.20mol/Lの硫酸100mLを要した。HClのモル濃度を求めよ。

解答

まず、HClは1価の酸、H₂SO₄は2価の酸、NH₃は1価の塩基。
HClのモル濃度をx(mol/L)とすると、HClから出てくるH⁺は
x (mol/L)×0.100 (L)×1(1価)より0.1x(mol)
H₂SO₄から出てくるH⁺は
0.20(mol/L)×0.100(L)×2(2価)より0.040(mol)
NH₃から出てくるOH^-は
0.10(mol/L)×0.500(L)×1(1価)より0.050(mol)
よって、H^＋の数＝OH^-の数の式を立てると