中和計算機
酸の濃度、滴定体積、酸塩基の当量係数から未知の塩基濃度を求めます。
酸塩基中和計算機
滴定データと、各試薬が反応に供給する水素または水酸化物の当量数を入力してください。
中和計算機について
酸塩基中和は、酸性の水素当量と塩基性の水酸化物当量が反応して水と塩を生成する反応です。当量点では、反応物の量が係数を合わせた化学反応式に必要な化学量論比になります。単純な一価の酸と一価の塩基では、酸の濃度と体積の積が塩基の濃度と体積の積に等しいとよく表されます。より一般的な関係には各試薬の当量係数が含まれます。
この計算機は、酸の濃度、酸の体積、塩基の体積、化学式単位あたりの反応当量数から塩基濃度を求めます。関係式は、酸濃度 × 酸体積 × 酸係数 = 塩基濃度 × 塩基体積 × 塩基係数です。HClのような一価の酸の係数は一です。硫酸は完全中和で二つの酸性水素を供給するため二を使います。水酸化ナトリウムの塩基係数は一、水酸化バリウムは二つの水酸化物を供給するので二です。
両方の体積はミリリットルで入力します。濃度の関係式の両辺に同じ体積単位が現れるため、濃度計算では相殺されます。別に表示する物質量はミリリットルをリットルに換算し、次元が正しくなるようにしています。多価の酸や複数の水酸基を持つ塩基では、当量点でも酸と塩基の物質量が異なる場合がありますが、係数を掛けた反応当量は等しくなります。
式は、入力した反応が既知の化学量論に従って完全に進むことを仮定します。強酸と強塩基の滴定では一般に当量点が明瞭ですが、弱い酸塩基系では滴定曲線に合った指示薬や機器による終点判定が必要な場合があります。指示薬誤差、送液の不確かさ、不十分な混合、二酸化炭素の吸収による炭酸塩生成、試薬の標定などにより、実験上の終点は理論上の当量点とわずかに異なることがあります。この計算機は化学量論の計算を行いますが、実験上の影響は補正しません。
濃度はモル毎リットル、体積は正の実測値を使ってください。係数は分子式中の水素や酸素をすべて数えるのではなく、係数を合わせた反応式から選びます。対象の中和に参加する成分だけが重要です。計算中は余分な桁を保持し、最終濃度をビュレット、ピペット、標準液の精度に合わせて丸めてください。滴定の課題、溶液標定の計画、酸塩基実験の計算確認に利用できます。
中和の例
| 滴定データ | 塩基濃度 | 化学量論 |
|---|---|---|
| 0.100 M HCl、酸 25 mL、塩基 25 mL | 塩基 0.100 M | 一対一の中和で体積が等しければ、濃度も等しくなります。 |
| 0.200 M 二価の酸、酸 10 mL、一価の塩基 20 mL | 塩基 0.200 M | 酸の係数が二なので、必要な塩基当量が二倍になります。 |
| 0.150 M 一価の酸、酸 30 mL、二価の塩基 15 mL | 塩基 0.150 M | 塩基体積は半分ですが、化学式単位ごとの二つの水酸化物当量で釣り合います。 |
中和濃度の計算方法
- 既知の酸のモル濃度と、測定した酸・塩基の体積を入力します。
- 係数を合わせた反応式から、各試薬の正の整数の当量係数を決めます。
- 「塩基濃度を計算」を選び、当量のつり合い式を適用します。
- 濃度と物質量を確認し、測定精度に合わせて丸めます。
中和計算機のよくある質問
酸塩基中和の式は何ですか?
当量点では、酸のモル濃度 × 酸体積 × 酸係数が、塩基のモル濃度 × 塩基体積 × 塩基係数に等しくなります。係数は複数の反応性水素や水酸化物当量を考慮します。
HClとNaOHの当量係数はいくつですか?
通常の完全中和では、HClもNaOHも一です。それぞれ一モルが一反応当量を供給します。
当量点でも酸と塩基の物質量が異なるのはなぜですか?
一つの化学式単位が複数の反応当量を供給できるためです。物質量自体は異なっても、それぞれに当量係数を掛けた値は一致する必要があります。
ミリリットルの代わりにリットルを使えますか?
両体積が同じ単位なら濃度の結果は変わりません。ただし、別に表示する物質量を正しく換算するため、画面ではミリリットルを指定しています。
滴定の終点は必ず当量点ですか?
終点は観測された指示薬や機器の応答で、当量点は厳密な化学量論的状態です。適切な方法なら両者は近くなりますが、実験上の影響で小さな差が生じます。