はじめに

中和滴定の結果を用いて“中和計算”を行う問題は入試超頻出。このページでは、中和計算の仕組みから入試で即使える公式まで1つ1つ丁寧に解説していく。多くの受験生が理解しているところなので、できないと非常にマズイ。是非この機会に必ず解けるようになろう!


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中和とは

酸と塩基が反応すると、塩と水H2Oが生じる。この反応を中和という。

中和した時、酸のもつH+と塩基のもつOHが1コずつ組み合わさりH2Oが生じている。つまり「中和をする=酸由来のH+と塩基由来のOHが等しくなる」と考えることができる。


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酸に含まれるH+・塩基に含まれるOH

例えば、硫酸H2SO4が1molある時、そこに含まれるH+は何molだろう。

H2SO42価の酸なので、含まれているH+の物質量(mol)はH2SO4の物質量(mol)の2倍。従って…

\[
\mathrm{ 1(mol) × 2 = 2(mol) }
\]

このようになる。

つまり、酸がもつH+の物質量(mol)は「酸の物質量(mol)×酸の価数」で求めることができるということだね。

同様に、塩基がもつOHの物質量(mol)は「塩基の物質量(mol)×塩基の価数」で求めることができる。

以上の説明を踏まえると、中和点における酸・塩基の関係は次の式で表すことができる。


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中和計算

それでは、上で紹介した式を使って実際に中和の計算問題を解いていこう。

問題

0.1(mol/L)の硫酸H2SO42(L)を中和するために必要な0.2(mol/L)の水酸化ナトリウムNaOHは何(L)か。

中和の計算式に問題文で与えられている数値を当てはめよう。

\[
\mathrm{ \underbrace{ 0.1(mol/L) × 2(L) }
_{ H_{2}SO_{4}\text{ のmol }}
×
\underbrace{ 2 }
_{ \text{ 価数 }}
=
\underbrace{ 0.2(mol/L) × x(L) }
_{ NaOH\text{ のmol }}
×
\underbrace{ 1 }
_{ \text{ 価数 }} \\
↔︎ x=2(L) }
\]

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計算演習

問1

0.2[mol/L]の塩酸(HCl)10[L]を中和するのに必要な0.4[mol/L]の水酸化ナトリウム(NaOH)は何[L]か。

【問1】解答/解説:タップで表示
解答:5(L)

公式に当てはめよう。

これを解いて、x=5(L)

問2

0.1[mol/L]の塩酸(HCl)2[L]を中和するのに必要な0.2[mol/L]の水酸化ナトリウム(NaOH)は何[L]か。

【問2】解答/解説:タップで表示
解答:1(L)

公式に当てはめよう。

これを解いて、x=1(L)

問3

0.4[mol/L]の塩酸(HCl)500[ml]を中和するのに必要な0.2[mol/L]の水酸化ナトリウム(NaOH)は何[L]か。

【問3】解答/解説:タップで表示
解答:1(L)

公式に当てはめよう。

500(mL)は分数にして(L)で表そう。

これを解いて、x=1(L)

問4

0.2[mol/L]の硫酸(H2SO4)2[L]を中和するのに必要な0.2[mol/L]の水酸化ナトリウム(NaOH)は何[L]か。

【問4】解答/解説:タップで表示
解答:4(L)

公式に当てはめよう。

これを解いて、x=4(L)

問5

0.3[mol/L]の水酸化ナトリウム2[L]を中和するのに必要な0.2[mol/L]の硫酸(H2SO4)は何[L]か。

【問5】解答/解説:タップで表示
解答:1.5(L)

公式に当てはめよう。

これを解いて、x=1.5(L)

問6

0.1[mol/L]の塩酸(HCl)1[L]を中和するために水酸化ナトリウム(NaOH)を加えていった。すると2[L]加えたところでちょうど中和された。このとき加えた水酸化ナトリウム(NaOH)の濃度は何[mol/L]か。

【問6】解答/解説:タップで表示
解答:0.05(mol/L)

公式に当てはめよう。

これを解いて、x=0.05(mol/L)

問7

0.05[mol/L]の硫酸(H2SO4)4[L]を中和するために水酸化ナトリウム(NaOH)を加えていった。すると1[L]加えたところでちょうど中和された。このとき加えた水酸化ナトリウム(NaOH)の濃度は何[mol/L]か。

【問7】解答/解説:タップで表示
解答:0.4(mol/L)

公式に当てはめよう。

これを解いて、x=0.4(mol/L)

問8

0.2[mol/L]の水酸化カルシウム3[L]を中和するために硫酸(H2SO4)を加えていった。すると1[L]加えたところでちょうど中和された。このとき加えた硫酸(H2SO4)の濃度は何[mol/L]か。

【問8】解答/解説:タップで表示
解答:0.6(mol/L)

公式に当てはめよう。

これを解いて、x=0.6(mol/L)

問9

0.1[mol/L]の水酸化バリウム200[ml]を中和するために硫酸(H2SO4)を加えていった。すると4[L]加えたところでちょうど中和された。このとき加えた硫酸(H2SO4)の濃度は何[mol/L]か。

【問9】解答/解説:タップで表示
解答:0.005(mol/L)

公式に当てはめよう。

これを解いて、x=0.005(mol/L)

問10

0.05[mol/L]の塩酸(HCl)4[L]を中和するために水酸化ナトリウム(NaOH)を加えていった。すると2[L]加えたところでちょうど中和された。このとき加えた水酸化ナトリウム(NaOH)の濃度は何[mol/L]か。

【問10】解答/解説:タップで表示
解答:0.1(mol/L)

公式に当てはめよう。

これを解いて、x=0.1(mol/L)


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関連:中和滴定の仕組みを理解。

中和計算は中和滴定の結果を用いて行う。つまり、中和滴定の仕組みが理解できているのは前提ってわけだね。必ず頭に入れておこう。

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