酸と塩基(知識)の問題
中和滴定の指示薬と滴定曲線について述べた文として正しいものを、次のア〜オからすべて選べ。
- ア フェノールフタレインの変色域は、pH 7 より塩基性側にある。
- イ メチルオレンジは、変色域より塩基性側では赤色を示す。
- ウ 酢酸水溶液を水酸化ナトリウム水溶液で滴定するとき、指示薬にはフェノールフタレインが適している。
- エ アンモニア水を塩酸で滴定するとき、指示薬にはフェノールフタレインが適している。
- オ 塩酸を水酸化ナトリウム水溶液で滴定すると、中和点の付近で pH が急激に大きく変化する。
この問題で使うもの
- 指示薬の変色域と滴定曲線(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(9 技能)
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ヒント
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ヒント 1
「指示薬の変色域と滴定曲線」の技能を使う。2 つの指示薬の変色域と色、滴定する酸・塩基の強弱の組み合わせを考えよう。
ヒント 2
フェノールフタレインは塩基性側で、メチルオレンジは酸性側で色が変わる。弱酸+強塩基の中和点は塩基性、強酸+弱塩基の中和点は酸性になる。
ヒント 3
ア・オは指示薬の変色域や強酸・強塩基の滴定曲線の基本事項として正しい。残りのイ・ウ・エは、メチルオレンジの色、各滴定の中和点の液性を確かめて判定しよう。
答えと解説
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ア, ウ, オ
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解説を読む
使う技能: 指示薬の変色域と滴定曲線
1. 指示薬の変色域と色をおさえる。
- フェノールフタレイン: 変色域は塩基性側(pH 約 8〜10)。酸性側で無色、塩基性側で赤色。
- メチルオレンジ: 変色域は酸性側(pH 約 3〜4.5)。酸性側で赤色、塩基性側で黄色。
2. 滴定する酸・塩基の強弱の組み合わせから、中和点の液性と pH の急変する範囲を考える。
- 強酸+強塩基: 中和点は中性。pH の急変の幅が大きく、酸性側から塩基性側までにわたるので、どちらの指示薬も使える。
- 弱酸+強塩基: 中和点は塩基性(生じる塩が塩基性を示す)。pH の急変は塩基性側にあるので、フェノールフタレインを使う。
- 強酸+弱塩基: 中和点は酸性(生じる塩が酸性を示す)。pH の急変は酸性側にあるので、メチルオレンジを使う。
各選択肢
- ア: 正しい。フェノールフタレインの変色域は塩基性側にある。
- イ: 誤り。メチルオレンジは変色域より塩基性側では黄色を示す。赤色を示すのは酸性側である。
- ウ: 正しい。酢酸(弱酸)と水酸化ナトリウム(強塩基)の中和では、生じる酢酸ナトリウムの水溶液が塩基性を示し、中和点が塩基性側にあるので、変色域が塩基性側のフェノールフタレインが適している。
- エ: 誤り。アンモニア(弱塩基)と塩酸(強酸)の中和では、生じる塩化アンモニウムの水溶液が酸性を示し、中和点が酸性側にある。フェノールフタレインではなく、変色域が酸性側のメチルオレンジが適している。
- オ: 正しい。強酸と強塩基の滴定では、中和点の付近で少量の滴下により pH が急激に大きく変化する(滴定曲線がほぼ垂直になる)。
よって正しいものはア、ウ、オ。
別解
ア: フェノールフタレインの変色域は pH 8.0〜9.8 で、pH 7 より塩基性側。正しい。
イ: メチルオレンジは変色域(pH 3.1〜4.4)より塩基性側では黄色、酸性側で赤色。誤り。
ウ: 弱酸と強塩基の中和点は塩基性側(塩基性塩の加水分解)にあるので、塩基性側に変色域をもつフェノールフタレインが適する。正しい。
エ: 弱塩基と強酸の中和点は酸性側にあるので、酸性側に変色域をもつメチルオレンジが適し、フェノールフタレインは不適。誤り。
オ: 強酸と強塩基の滴定では中和点付近で pH が急激に大きく変化(pH ジャンプ)する。正しい。
よって ア、ウ、オ。