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メスフラスコは?ビュレットは?中和滴定の「共洗い」する器具としない器具を絶対に間違えない暗記法とその理由!!

約 6 分
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はじめに

中和滴定の実験問題でよく聞かれる「共洗い」をする器具としない器具の区別。
何となくで答えて、毎回間違えてしまうというのはよく聞く話だ。
今回はそのような事態を防ぐために、共洗いをする器具を絶対に間違えない暗記法と、それを裏付ける中和滴定器具の使用法を伝授しようと思う。

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まずは結論から

まずは結論から述べてしまおう。
中和滴定で共洗いが必要な器具は以下のように暗記する。

実験器具名の中に「」が付いているものは共洗いをするんだ。
中和滴定で使う器具の中で「ト」が付いているのは「ホールピペッ」と「ビュレッ」だね。
この2つは、実験途中で共洗いの作業が必要となる。

それではこれ以降で、中和滴定の流れを説明した後、各実験器具について細かい説明をし、なぜ共洗いが必要・不必要なのかを確認していこうと思う。

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中和滴定の流れ

まずは、中和滴定で使用する器具を一覧にまとめてみよう。


これらの器具を使って、中和滴定を行っていく。

STEP1


まずは、標準溶液を調製する。
標準溶液とは、「あらかじめ濃度が分かっている溶液」のこと。中和滴定では、これを使って濃度が未知の溶液(=試料)の濃度を求めていくんだね。

標準溶液を調製する時は、「メスフラスコ」という道具を用いる。

メスフラスコの細くなった先端部分には「標線」という線があり、一定量の化学物質を入れた後にこの線まで水を入れることで、作りたい濃度の溶液を普通のフラスコよりも正確に調製することができる。

STEP2


次は、STEP1で調製した標準溶液を「ホールピペット」を用いて量り、三角フラスコに移動させる。

STEP3


次は、濃度不明の溶液を「ビュレット」に入れる。

STEP4

最後に、ビュレットに入れた濃度未知の溶液を三角フラスコに入った濃度が既に分かっている溶液に加えて、滴下した量から未知の濃度を求めていく。

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共洗いをするものとしないもの


最初に示したように、共洗いをするものとしないものの区別は上の通りだ。
ビュレットとホールピペットは共洗いをするけど、メスフラスコや三角フラスコは共洗いはしない。
なぜ共洗いをするものとしないものが存在するのか、その違いや見分け方についてこれから器具別に解説していこうと思う。

メスフラスコ

メスフラスコは、標準溶液を調製するときに使うんだったよね。

ポイントは「水」を入れているということ。結局水を一定量まで入れるなら、最初多少水で濡れていようと関係ないよね。
従って、メスフラスコを共洗いする必要はない。

ホールピペット

ホールピペットは、調製した標準溶液を量りとって、三角フラスコに移し取るときに用いるんだったよね。
標準溶液というのは、「濃度が正確に分かっている」溶液のことだった。
従って、標準溶液の濃度はホールピペットを使って量りとったあとも一定の値に保たれていなければならない。

それなのに、もしホールピペットに洗った時の水滴など”標準溶液以外のもの”が付いていたら、せっかく正確に調製した濃度が変わってしまうよね。
これが理由で、ホールピペットは必ず標準液で共洗いをしてから用いる必要があるんだ。

ビュレット

ビュレットは、濃度不明の溶液を上から滴下する際に用いる道具だった。

ビュレットにもし水滴が付いていると…

水滴がある分、溶液の濃度が変化してしまい、結果として濃度計算をするときに値がずれてくるんだ。

従って、ビュレットを中和滴定に用いる際は共洗いをして水滴を取り除いておく必要がある。

三角フラスコ

三角フラスコは、ホールピペットで量りとった標準溶液を入れ、ビュレットから落ちてくる濃度未知の溶液を受け止めるために用いるものだ。

中和の計算式は次の通りだった。

これを見て分かるように、左辺と右辺で比べているのは酸・塩基の「mol」だよね。
ということはつまり、「mol」の値さえ変わらなければ計算上支障はないと考えることができる。
三角フラスコに多少の水滴が残っていても、標準溶液に含まれている物質の「mol数」自体に変化はないので、三角フラスコは共洗いをせずに用いることができる。

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注意1

こういう疑問をもった人がいるかも知れない。

「mol数同士を比べるから三角フラスコの共洗いが必要ないなら、ビュレットも共洗いしなくていいんじゃないの?」

これは多くの人が引っかかる部分で、この”ナゾ”故に共洗いをする器具としない器具の区別ができなくなっている場合が多い。

まず、三角フラスコに入っている液が元々どこから来たかを考えてみよう。
三角フラスコに入っているのは「メスフラスコで調製した標準溶液をホールピペットで量りとってきたもの」だよね。
従って、標準溶液はもう既に濃度が分かっている溶液で、それを一定量正確に量りとっているわけだから「標準溶液のmol数」はもう既に決まった値なんだ。

だから三角フラスコに水滴が残っていて濃度が変わったとしても「量りとってきた時のmol」を使えば何の問題もなく計算できる。

これに対して、ビュレットに入っているのは「濃度がまだ分かっていない溶液」だ。

いまから中和滴定をしてこの濃度を求めようっていっているのにそれを薄めてしまったら中和滴定によって「薄まった後の濃度」が求まってしまう。

求めたい濃度を変えてしまったら何の意味もないのでビュレットでは必ず共洗いが必要となる。

注意2

三角フラスコを共洗いするとどうなるのかを考えてみよう。

三角フラスコを共洗いすると、調製した標準溶液を入れる前に多少の標準溶液がフラスコ内に付着している状態になり、「mol数」が変化する。
先ほど上で説明したように、中和計算の式は「mol数」を比べる式なのでmol数が変化してしまうと計算にずれが生じてしまうよね。

従って、三角フラスコは絶対に共洗いをしてはいけないんだ。
よく覚えておこう。

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