技能一覧 › 中学理科 化学変化とイオン

ちょうど中和する体積

酸とアルカリがちょうど中和する体積の比が一定であることを使い、体積や濃さを変えたときにちょうど中和する体積、どちらが余るか、余った水溶液と中和に必要な追加の体積を求められる

前提

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  1. 原子・分子と化学式 (中学理科 化学分野の用語と知識)
  2. イオンと電離・電解質 (中学理科 化学分野の用語と知識)
  3. 酸・アルカリと中和・指示薬 (中学理科 化学分野の用語と知識)

説明

同じ塩酸と同じ水酸化ナトリウム水溶液を使うかぎり、ちょうど中和するときの体積の比はいつも同じになります。この技能を使うと、一度の実験結果から「別の体積の酸をちょうど中和するには、アルカリが何 cm³ 必要か」を比例で求められます。さらに、混ぜた量から酸とアルカリのどちらが余るか、余った分を中和するのにあと何 cm³ 加えればよいか、濃さを変えたときに必要な体積がどう変わるかも求められます。

なぜそうしてよいのか

中和は、酸の水素イオン とアルカリの水酸化物イオン が 個ずつ結びついて水 になる反応です。ちょうど中和したというのは、混ぜた水溶液の中の の数と の数がちょうど等しかったということです。

濃さが同じ水溶液なら、ふくまれるイオンの数は体積に比例します。たとえば塩酸 の と水酸化ナトリウム水溶液 の が同じ数なら、塩酸を 倍の にすると も 倍になるので、水酸化ナトリウム水溶液も 倍の 必要です。つまり「酸の体積 : アルカリの体積」の比はいつも で一定になります。

濃さを変えるときは、同じ体積にふくまれるイオンの数が濃さに比例すると考えます。水酸化ナトリウム水溶液の濃さを 倍にすると、同じ数の を用意するのに体積は半分ですみます。また、ちょうど中和する量より多く入れた側のイオンは相手がいないので残り、その水溶液の性質(酸性またはアルカリ性)を示します。

手順

  1. 実験結果から、ちょうど中和する「酸の体積 : アルカリの体積」の比を書く(例: )

  2. 濃さを変えた水溶液があれば、濃さが 倍なら必要な体積は 倍になるとして、比を直す

  3. 求めたい体積を とおいて比例式を立てる(例: )

  4. 比例式を解いて、ちょうど中和する体積を求める( より )

  5. 実際に混ぜた体積とくらべ、ちょうど中和する量より多い側が余ると判断する。余った分を中和するのに必要な相手の体積を、同じ比で求める

例題

ある塩酸 に、ある水酸化ナトリウム水溶液を加えていくと、 加えたところでちょうど中和した。同じ塩酸 をちょうど中和するには、同じ水酸化ナトリウム水溶液が何 必要ですか。

例題の解答

手順 1: ちょうど中和する体積の比は、塩酸 : 水酸化ナトリウム水溶液 です。

手順 2: 塩酸も水酸化ナトリウム水溶液も同じものを使うので、濃さの変更はなく、比は のままです。

手順 3: 必要な水酸化ナトリウム水溶液を とすると、 です。

手順 4: より です。(塩酸が 倍になったので、水酸化ナトリウム水溶液も の 倍で と考えても同じです。)

よって 必要です。

答え:

よくある誤り

この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。

入口の問題

この技能を使う問題

この技能の次に学べること