酸が出す\ce{H+}の物質量\,[mol]} = \textcolor{magenta}{塩基が出す\ce{OH-}の物質量\,[mol] }\mathstrut }}}} \\\\
特に,\ $\textcolor{cyan}{c\,(\text{mol/L})のa価の酸V(\text{L})}と\textcolor{magenta}{c’\,(\text{mol/L})のb価の塩基V'(\text{L})}が中和したとき$ \\[.5zh]
\ce{H+}\,+\,\ce{OH-}\,\ce{->}\,\ce{H2O}\ より,\ 中和反応では\bm{\ce{H+}\,と\ce{OH-}\,が1対1で反応}する. \\[.4zh]
よって,\ 中和反応の計算問題では,\ \bm{(\ce{H+}\,の\text{\textbf{mol}})=(\ce{OH-}\,の\text{\textbf{mol}})}\ という式を立てることになる. \\[.2zh]
特に,\ モル濃度と体積が与えられた場合に限り,\ acV=bc’V’\ という簡潔な公式が成立する. \\[.2zh]
公式丸暗記は応用が利かない.\,\bm{\ce{H+}と\ce{OH-}の物質量が等しいことこそが根幹}という認識が重要である. \\[1zh]
酢酸のような弱酸は電離度が小さく,\ わずかな\ce{H+}しか生じていない. \\[.2zh]
しかし,\,中和でそのわずかな\ce{H+}が消費されると,\,電離して新たな\ce{H+}が生じる(ルシャトリエの原理). \\[.2zh]
そして,\ 最終的には1\,\text{mol}の酢酸から1\,\text{mol}の\ce{H+}が生じる. \\[.2zh]
つまり,\ \bm{中和の量的関係において,\ 酸や塩基の強弱(電離度の大小)を考慮する必要はない.}
(1)\ \ 0.10\,mol/L\,の硫酸30\,mL\,と中和する\,0.15\,mol/L\,の水酸化ナトリウム水溶液は \\[.2zh]
\hspace{.5zw}\phantom{(1)}\ \ 何mLか. \\[.8zh]
\hspace{.5zw}(2)\ \ 固体の水酸化カルシウム0.37\,gと中和する0.10\,mol/L\,の塩酸は何mLか. \\[.2zh]
\hspace{.5zw}\phantom{(1)}\ \ $\ce{Ca(OH)2}=74$ \\[.8zh]
\hspace{.5zw}(3)\ \ 0.30\,mol/L\,の塩酸10\,mL\,と\,0.10\,mol/L\,の水酸化ナトリウム水溶液10\,mL\,の混合 \\[.2zh]
\hspace{.5zw}\phantom{(1)}\ \ 溶液のpHを求めよ. \\[.8zh]
\hspace{.5zw}(4)\ \ 0.10\,mol/Lの塩酸10\,mLに0.10\,mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を滴下する \\[.2zh]
\hspace{.5zw}\phantom{(1)}\ \ とき,\ 中和点の1滴前と1滴後のpHを求めよ.\ 1滴は0.05\,mLとし,\ 中和点と \\[.2zh]
\hspace{.5zw}\phantom{(1)}\ \ その1滴前・1滴後で混合溶液量は変化しないものとする. \\[.2zh]
\hspace{.5zw}\phantom{(1)}\ \ $\log_{10}2=0.30$, 水のイオン積
(1)\ \ 水酸化ナトリウム水溶液の体積を$V$\,[mL]\ とする. \\[.5zh]
(2)\ \ 塩酸の体積を$V$\,[mL]\,とする. \\[.5zh]
(4)\ \ 水酸化ナトリウム水溶液の体積を$V$\,[mL]\ とする.
(1)\ \ 「酸と塩基が双方過不足なく中和する」ならば,\ (\ce{H+}\,の\text{mol})=(\ce{OH-}\,の\text{mol})\,を立式するに限る. \\[.2zh]
\phantom{(1)}\ \ 本問はモル濃度\text{mol/L}と体積\text{V}が与えられた最も単純なタイプで,\ acV=bc’V’\ とすれば済む. \\[1zh]
(2)\ \ 塩酸はacVとすればよいが,\ 塩基\ce{Ca(OH)2}\,はモル濃度と体積が不明なのでbc’V’とはできない. \\[.2zh]
\phantom{(1)}\ \ \ce{Ca(OH)2}\,の物質量は質量から直接求める.
\phantom{(1)}\ \ 1\,\text{mol}の\ce{Ca(OH)2}\,から2\,\text{mol}の\ce{OH-}\,が出る(2価の塩基)ので2を掛ける必要がある. \\[.4zh]
\phantom{(1)}\ \ bc’V’でない形で物質量を求めるときに価数を掛けるのを忘れやすいので注意する. \\[1zh]
(3)\ \ 酸と塩基を混ぜると中和するが,\ \ce{H+}と\ce{OH-}の\text{mol}が一致していなければ中和は完全ではない. \\[.2zh]
\phantom{(1)}\ \ まず,\ \bm{中和が完全なのか,\ 完全でないのならば酸と塩基のどちらが余るのか}を確かめる.
\phantom{(1)}\ \ ゆえに,\ \bm{0.001\,\text{\textbf{mol}}\,の\ce{H+}と\ce{OH-}が中和し(\ce{H2O}になるので無視),\ 0.002\,\text{\textbf{mol}}\,の\ce{H+}\,が余る.} \\[.2zh]
\phantom{(1)}\ \ これを体積で割ると\ce{H+}のモル濃度となる. \\[.2zh]
\phantom{(1)}\ \ 特に断りがなければ,\ 混合溶液の体積は混合前の酸と塩基の体積の和とする. \\[1zh]
(4)\ \ 中和点1滴前と1滴後の滴下量を知るには,\ まず中和点における滴下量を求める必要がある. \\[.2zh]
\phantom{(1)}\ \ \bm{中和点1滴前は酸が過剰の状態}であるから,\ 過剰分の[\ce{H+}]を求める. \\[.2zh]
\phantom{(1)}\ \ \bm{中和点1滴後は塩基が過剰の状態}であるから,\ 過剰分の[\ce{OH-}]を求める. \\[.2zh]
\phantom{(1)}\ \ 中和点の前後2滴の合計0.1\,\text{mL}で\text{pH}は3.6\,→\,10.4と一気に変化することがわかる. \\[.2zh]
\phantom{(1)}\ \ \log_aMN=\log_aM+\log_aN \log_a\bunsuu MN=\log_aM-\log_aN \log_aM^r=r\log_aM
