滴定は、既知の量と濃度の標準溶液 (滴定液と呼ばれる) と反応させることにより、未知の濃度の分析物 (滴定量) を検出するために使用される分析化学手法です。滴定は通常、酸塩基反応と酸化還元反応に使用されます。
以下は、酸塩基反応における検体の濃度を決定する問題の例です:
滴定の問題の段階的な解決策
0.5 M NaOH の 25 ml 溶液を、50 ml の HCl サンプルで中和されるまで滴定します。 HCl の濃度は?
ステップ 1:[OH] を決定する
NaOH 1 モルごとに 1 モルの OH が含まれます。したがって、[OH] =0.5 M.
ステップ 2:OH のモル数を決定する
モル濃度 =モル数/体積
モル数 =モル濃度 x 体積
OHのモル数 =(0.5 M)(0.025 L)
OHのモル数 =0.0125 mol
ステップ 3:H のモル数を決定する
塩基が酸を中和するとき、H のモル数 =OH のモル数。したがって、H のモル数 =0.0125 モルです。
ステップ 4:HCl の濃度を決定する
HCl のすべてのモルは、H の 1 つのモルを生成します。したがって、HCl のモル数 =H のモル数です。
モル濃度 =モル数/体積
HCl のモル濃度 =(0.0125 mol)/(0.05 L)
HCl のモル濃度 =0.25 M
答え
HCl の濃度は 0.25 M です。
別の解決方法
上記の手順は 1 つの式にまとめることができます:
酸 V酸 =Mbase Vbase
どこで
M酸 =酸の濃度
Vacid =酸の量
Mbase =ベースの濃度
Vbase =ベースのボリューム
この方程式は、酸と塩基のモル比が 1:1 である酸/塩基反応で機能します。 Ca(OH)2 のように比率が異なる場合 と HCl の場合、比率は酸 1 モルに対して塩基 2 モルになります。方程式は次のようになります:
M酸 V酸 =2Mbase Vbase
この例の問題では、比率は 1:1 です:
M酸 V酸 =Mbase Vbase
M酸 (50 ml)=(0.5 M)(25 ml)
Macid =12.5 MmL/50 ml
Macid =0.25M
滴定計算のエラー
滴定の当量点を決定するために、さまざまな方法が使用されます。どちらの方法を使用しても多少の誤差が生じるため、濃度値は真の値に近くなりますが、正確ではありません。たとえば、着色された pH 指示薬を使用すると、色の変化を検出するのが難しい場合があります。通常、ここでのエラーは、当量点を超えて濃度値が高すぎることです。
酸塩基指示薬を使用する場合のもう 1 つの潜在的なエラーの原因は、溶液の調製に使用する水に、溶液の pH を変化させるイオンが含まれている場合です。たとえば、水道の硬水を使用する場合、最初の溶液は蒸留脱イオン水を溶媒として使用した場合よりもアルカリ性になります。
終点を見つけるためにグラフまたは滴定曲線が使用される場合、当量点は鋭い点ではなく曲線になります。エンドポイントは、実験データに基づく一種の「最良の推測」です。
色の変化やグラフからの外挿ではなく、校正済みの pH メーターを使用して酸塩基滴定の終点を見つけることで、エラーを最小限に抑えることができます。
