【プロ講師解説】このページでは『中和計算(中和滴定の計算)の仕組みや入試で即使える公式など』について解説しています。解説は高校化学・化学基礎を扱うウェブメディア『化学のグルメ』を通じて6年間大学受験に携わるプロの化学講師が執筆します。
中和とは
H+のmol=OH–のmol
Point!
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。
中和したとき、酸のもつH+と塩基のもつOH–が1コずつ組み合わさりH2Oが生じる。したがって、「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。
酸に含まれるH+・塩基に含まれるOH–
硫酸H2SO4が1molあるとき、そこに含まれるH+は何molだろうか。
H2SO4は2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。
したがって…
\[
1(mol) × 2 = 2(mol)
\]
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である。
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。
酸のmol×酸の価数=塩基のmol×塩基の価数
Point!
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
0.10(mol/L)の硫酸H2SO42.0(L)を中和するために必要な0.20(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。
酸のmol×酸の価数=塩基のmol×塩基の価数
Point!
\[
\underbrace{ 0.10(mol/L) × 2.0(L) }
_{ H_{2}SO_{4}\text{ のmol }}
×
\underbrace{ 2 }
_{ \text{ 価数 }}
=
\underbrace{ 0.20(mol/L) × x(L) }
_{ NaOH\text{ のmol }}
×
\underbrace{ 1 }
_{ \text{ 価数 }} \\
↔︎ x=2.0(L)
\]
\underbrace{ 0.10(mol/L) × 2.0(L) }
_{ H_{2}SO_{4}\text{ のmol }}
×
\underbrace{ 2 }
_{ \text{ 価数 }}
=
\underbrace{ 0.20(mol/L) × x(L) }
_{ NaOH\text{ のmol }}
×
\underbrace{ 1 }
_{ \text{ 価数 }} \\
↔︎ x=2.0(L)
\]
計算演習
問1
0.20(mol/L)の塩酸HCl10(L)を中和するのに必要な0.40(mol/L)の水酸化ナトリウムNaOH水溶液は何(L)か。
問2
0.10(mol/L)の塩酸HCl2.0(L)を中和するのに必要な0.20(mol/L)の水酸化ナトリウムNaOH水溶液は何(L)か。
問3
0.40(mol/L)の塩酸HCl500(mL)を中和するのに必要な0.20(mol/L)の水酸化ナトリウムNaOH水溶液は何(L)か。
問4
0.20(mol/L)の硫酸H2SO42.0(L)を中和するのに必要な0.20(mol/L)の水酸化ナトリウムNaOH水溶液は何(L)か。
問5
0.30(mol/L)の水酸化ナトリウムNaOH水溶液2.0(L)を中和するのに必要な0.20(mol/L)の硫酸H2SO4は何(L)か。
問6
0.10(mol/L)の塩酸HCl1.0(L)を中和するために水酸化ナトリウムNaOH水溶液を加えていった。すると2.0(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水溶液の濃度は何(mol/L)か。
問7
0.050(mol/L)の硫酸H2SO44.0(L)を中和するために水酸化ナトリウムNaOH水溶液を加えていった。すると1.0(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水溶液の濃度は何(mol/L)か。
問8
0.20(mol/L)の水酸化カルシウムCa(OH)2水溶液3.0(L)を中和するために硫酸H2SO4を加えていった。すると1.0(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
0.10(mol/L)の水酸化バリウムBa(OH)2水溶液200(ml)を中和するために硫酸H2SO4を加えていった。すると4.0(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10
0.050(mol/L)の塩酸HCl4.0(L)を中和するために水酸化ナトリウムNaOH水溶液を加えていった。すると2.0(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水溶液の濃度は何(mol/L)か。
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著者プロフィール
・化学のグルメ運営代表
・高校化学講師
・薬剤師
・デザイナー/イラストレーター
数百名の個別指導経験あり(過去生徒合格実績:東京大・京都大・東工大・東北大・筑波大・千葉大・早稲田大・慶應義塾大・東京理科大・上智大・明治大など)
2014年よりwebメディア『化学のグルメ』を運営
公式オンラインストアで販売中の理論化学ドリルシリーズ・有機化学ドリル等を執筆
著者紹介詳細
・化学のグルメ運営代表
・高校化学講師
・薬剤師
・デザイナー/イラストレーター
数百名の個別指導経験あり(過去生徒合格実績:東京大・京都大・東工大・東北大・筑波大・千葉大・早稲田大・慶應義塾大・東京理科大・上智大・明治大など)
2014年よりwebメディア『化学のグルメ』を運営
公式オンラインストアで販売中の理論化学ドリルシリーズ・有機化学ドリル等を執筆
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