「中和の量的関係」のページです。

中和の量的関係

　中和反応のページで説明した通り，中和反応は，H^＋とOH^－が反応してH₂Oを生じる反応です。
　　　H^＋　＋　OH^－　→　H₂O

　ここから，反応する水素イオンH^＋と水酸化物イオンOH^－の物質量は等しいことがわかります。

　もし，H^＋とOH^－の物質量が違うなら，多い方が余ることになります。H^＋とOH^－の物質量が等しいとき，酸と塩基が過不足なく反応することになります。

「酸から生じるH^＋の物質量〔mol〕＝塩基から生じるOH^－の物質量〔mol〕」・・・①

　ここで，酸から生じるH^＋の物質量〔mol〕は，「酸の価数×酸の物質量〔mol〕」で求めることが出来ます。価数については，酸・塩基の分類のページで確認してください。

　塩基についても同様に表せるので，①式を次のように変形することもできます。

「酸の価数×酸の物質量〔mol〕＝塩基の価数×塩基の物質量〔mol〕」・・・②

　ここで，酸や塩基の物質量〔mol〕は，様々な方法で求めることができます。例えば，酸や塩基の質量〔g〕とその分子量・式量から求めることができます。また，気体ならば標準状態の体積〔L〕から物質量を求めることもできます。

　また，水溶液の場合は，「モル濃度〔mol/L〕×水溶液の体積〔L〕＝物質量〔mol〕」で求めることもできます。水溶液の体積は，問題文ではmLで与えられることが多いので，Lの単位に変換するのを忘れないようにしてください。

　中和反応のほとんどは，酸の水溶液と塩基の水溶液を混ぜるという方法で行われます。そのため，計算に最もよく利用されるのが，「モル濃度〔mol/L〕×水溶液の体積〔L〕＝物質量〔mol〕」です。酸の価数をa，酸の水溶液のモル濃度をc〔mol/L〕，酸の水溶液の体積をv〔L〕とおき，塩基の場合はそれぞれa´，c´，v´とおくと，②式から次の「中和の公式」を導くことができます。
　　　a×c×v＝a´×c´×v´

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中和の量的関係と酸・塩基の強弱（電離度）

　中和の公式には酸・塩基の価数が含まれています。一方，酸・塩基の強弱（電離度）は含まれていません。このことに疑問を抱く生徒が多くいます。

　これは，「化学」で学習する「化学平衡」という単元と関わる内容なのですが，ここではイメージで説明させていただきます。

　たしかに弱酸は一部だけが電離しているので，水溶液中に存在している水素イオンの物質量は，酸がすべて電離して生じる水素イオンの物質量よりも少ないです。

　しかし，中和反応が起こって水素イオンが減少すると，これまで電離していなかった弱酸の電離が進むのです。
　　　H^＋　＋　OH^－　→　H₂O　によりH^＋が減少
　⇒　CH₃COOH　→　CH₃COO^－　＋　H^＋　などの反応がさらに起こる

　これらの反応が繰り返されて，最終的にはすべての弱酸が電離することになります。よって，酸の強弱（電離度）に関係なくすべての酸から水素イオンが生じることになるのです。

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