この実験について
ビュレットから塩基に酸を加え、反応と温度の両方を確認します。添加量によって、残存する酸または塩基、pH曲線、発生する熱が決まります。当量点を過ぎると中和による熱はそれ以上発生しませんが、加えた液体によって熱容量は増え続けます。
学習目標
- 体積だけが等しいことではなく、酸と塩基の量が等しいことから当量点を特定します。
- 中和された物質量と発生した熱の関係を説明します。
- 当量点を過ぎて酸をさらに加えると、理想的な温度上昇が小さくなる理由を説明します。
使い方
- 1初めの塩基の量と酸の濃度から、当量点に達する体積を予測します。
- 2その量に近づくまで酸を加え、pH、温度計、表示される熱量を確認します。
- 3「1 mL追加」またはビュレットのハンドルを使って、当量点付近の値を確認します。
- 4当量点を過ぎるまで続け、温度とpHを比較してから、いくつかの添加量をノートに保存します。
モデル
前提条件
- 酸と塩基はどちらも完全に電離します。pHの計算には、当量点付近の水の自己電離も含め、基準温度25 °CでKw = 10⁻¹⁴を使用します。
- 中和では、生成した水1モルあたり一定の57.3 kJの熱が放出されます。密度は1 g/mL、溶液の比熱は4.18 J/(g·K)、熱量計の熱容量は20 J/Kです。
- 熱損失、希釈熱、およびKwの温度依存性は考慮されません。調製設定を変更すると新しい混合液が開始されます。添加量コントロールと曲線には、理想的な累積添加量の状態が表示されます。
授業で試してみましょう
- Q1酸を初期の塩基の体積と同じ量だけ加えても、一般に当量点に達しないのはなぜですか？
- Q2当量点を過ぎてから加えた酸は、追加の中和熱を発生させずにpHを変えるのはなぜですか？
よくある質問
温度がわずかに上昇するにもかかわらず、中和点のpHがちょうど7なのはなぜですか？
pHは意図的に25 °Cでの固定されたKwを基準としており、熱モデルでは温度変化を別途推定しています。
添加量のコントロールを動かすと、実際のフラスコから酸が物理的に取り除かれますか？
その総添加量に対応する再現可能なモデル状態を選択します。値を下げる操作は、逆滴定ではなく、新たに少ない添加量で比較することを表します。