中和滴定の「あの曲線」の謎

みなさんこんにちは！

ともきです！

勉強は早い時期からやったもん勝ち！

「今すぐ」この記事を「最後まで」読むことで、

早い時期から勉強に「差」をつけよう！

本題へ移る前に軽く復習しよう。

化学基礎や化学で学んだ「中和滴定」

中和滴定で重要なのは、

水素イオン濃度（[H+]）なんだ。

これを表す代表的な指標として

pHがあるのも学校で学んだはずだ。

pHを数式で表すと、

pH=-log10[H+]

の形になるんだったね。

酸・塩基の滴下量を横軸に

pHを縦軸にして、

その関係を表現した曲線を

滴定曲線というんだ。

復習はここまでにして本題へ移ろう。

滴定曲線が水素イオンと水酸化物イオンが

同じ濃度になった中和点付近では、

pHが急激に変化している。

これをpHジャンプというが、

どうしてこれが起きるのか？

今回はこの謎を解き明かすよ！

塩酸を水酸化ナトリウム水溶液で

中和滴定する際の水素イオン濃度は

直線的に減少していく。

水素イオン濃度が０になる所が中和点。

しか～し！

実際は水素イオン濃度はゼロにならない！

水は、塩酸とは違って

"ほんの少しだけ"水素イオン（[H+]）と

水酸化物イオン（[OH-]）

に電離する化合物だ。

だからこそ、中和点を超えても

"ほんの少しだけ"水素イオンが

残ってしまうんだ！

純粋な水の電離では、

25℃で、[H+]=1.0×10^(-7) [mol/L]

だけ残ってしまう。

さて、pHとは対数関数であった。

水素イオンが0.1mol/Lに減るまでと

0.1mol/Lから10^(-7)mol/L

に減るまでに必要な

NaOHの滴定量をそれぞれ考えよう！

具体的な数値を求める必要はない。

大事なのは変化量！

前者よりも後者の方が

必要なNaOHが少ないのはグラフから明らか。

すなわち、少ない滴定量で

水素イオン濃度は

数桁分だけ一気に小さくなる！

非常に微量なNaOHで

桁が一気に小さくなるからこそ、

中和点付近でpHが急激に変化する！

これが

pHジャンプのメカニズム！

もしも説明が理解出来なかったら

このブログを何度も熟読したり、

数学の対数関数を復習して

完璧にマスターしよう！

本日はここまで！

一読ありがとうございました！