感謝してます。横浜の個別塾まなびっこくらぶの塾長宗形です。
本日、中学3年生が中和滴定の考え方で質問があったので、
入試に対して勉強している同じ中学3年生にも力になるかと思い、
記事を書いてみますね。
ある濃度の塩酸、それぞれ10立方cmをA、B、C、D、Eのビーカーに入れました。
その後、ある濃度の水酸化ナトリウムを
Aから順に5立方cm、10立方cm、15立方cm、20立方cm、25立方cmと入れ、
緑色のBTB溶液を垂らしたところ、
A、B、Cは黄色、Dは緑色、Eは青色になりました。
A、B、Cにあるイオンの数は、どうなるか?という質問でした。
ここでのポイントは、まず、BTB溶液の色で何性かを覚えることです。
僕は、ベートーベン 山中歩いて君に会おう、という覚え方が気に入っています。
ベートーベンはBTB、山中歩(さんちゅうある)いて、が順番として、酸性、中性、アルカリ性
君に会おうが、黄色、緑色、青色、ということで覚えます。
つまりBTBは酸性が黄色に、中性が緑色に、アルカリ性が青色になるということが覚えられるものです。
良かったら覚えてみてください。
その上で、
今回はDのビーカー、塩酸が10立方cmに対して、水酸化ナトリウム20立方cmで反応が中性だったということがわかります。
そして、その時の反応ですが、
HCl は HプラスとCl マイナス、NaOHはNaプラスとOHマイナスに電離していて、
HClのHプラスとNaOHのOHマイナスが反応し、水になっていることになります。
もう一つ、大切なことは、HプラスとOHマイナスは過不足なく反応し、
Dのビーカー内のもともとのHプラスとClマイナス、NaプラスとOHマイナスの量が同じということです。
そのため、ここを基準に考えます。
そこで、仮に、DのビーカーのHClの個数を決めます。
ここがポイントです。
勝手に自分で決めてしまって考えてOKです。
HClを20個だと考えましょう。NaOHが20立方cmであるのでそう決めました。
(このように与えられた数に合わせるのがポイントです。)
すると電離したあとのHプラス20個、Clマイナス20個、Naプラス20個、OHマイナス20個
となると、残るイオンは、HプラスとOHマイナスが反応してイオンではなくなるので、
Clマイナス20個とNaプラス20個の合計40個となります。
同じようにして、
Dのビーカーの個数をベースにA、B、Cのビーカーのイオン数を考えてみます。
AのビーカーのHClの数はDと一緒なので20個。つまりHプラス20個、Clマイナス20個
それに対してNaOHは、Dの4分の1なので、Naプラスが5個、OHマイナス5個。
OHマイナスの5個はHプラスの5個と反応するので、
残ったイオン数は、Hプラス15個、Clマイナス20個、Naプラス5個の40個
BのビーカーのHClの数はDと一緒なので20個。つまりHプラス20個、Clマイナス20個
それに対してNaOHは、Dの2分の1なので、Naプラスが10個、OHマイナス10個。
OHマイナスの10個はHプラスの10個と反応するので、
残ったイオン数は、Hプラス10個、Clマイナス20個、Naプラス10個の40個
ここまで来ると、AもBも残っているイオン数は同じだから。。。Cも同じ?と考えられるかもですね。
確認のため、Cのビーカーのイオンの残数を考えていきましょう。
CのビーカーのHClの数はDと一緒なので20個。つまりHプラス20個、Clマイナス20個
それに対してNaOHは、Dの4分の3なので、Naプラスが15個、OHマイナス15個。
OHマイナスの15個はHプラスの15個と反応するので、
残ったイオン数は、Hプラス5個、Clマイナス20個、Naプラス15個の40個
よって、AもBもCも、残ったイオンの数自体は一緒となりました。
このように考えるとわかりやすいのではないでしょうか?