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実験３．　酸塩基解離定数と中和滴定 実験日　２００２年１２月４日 学籍番号 0000000 工学部　電子情報工学科 氏名 132番目の名無しさん 共同実験者 132番目の名無しさん 1．目的 中和滴定を通して、溶液内化学平衡を考える。塩酸標準溶液による炭酸ナトリウム水溶液のpH滴定を行い、第一当量点および第二当量点付近の微分曲線からそれぞれの当量点を求める。炭酸ナトリウム溶液の濃度と第二当量点のpHから、炭酸の酸解離定数（）を求める。また、炭酸ナトリウム水溶液のpHから炭酸イオンの塩基解離定数（）との関係について考察する。また、の電離定数を求める。 2．実験方法 [器具および薬品] ?pHメーター　　　　 １セット ?ビュレット（25ml）　 １ ?スターラー １ ?攪拌子　　　　　　　　２ ?スタンド　　　　　　　１ ?ホールピペット(20ml) ２ ?ビーカー(300ml) １ ?ビーカー(50ml) ２ ?トールビーカー(50ml) １ ?pH標準溶液(pH=7,pH=4) ?0.2mol/l塩酸標準溶液 ?0.1mol/l炭酸ナトリウム水溶液 [実験操作] （ⅰ）50mlの通常のビーカーおよびトールビーカーを水道水で洗い、純水をビュレットの内壁を洗うように3回注ぎ、トールビーカーについては乾燥機で乾燥させた。 （ⅱ）pH標準液(pH=4、pH=7)を用いてpHメーターを調整した。 （ⅲ）純水でビュレットの内壁を洗い、0.2mol塩酸標準溶液でとも洗いした。これを3回繰り返した。純水で洗う際、実験者のどちらが滴定に向いているかを試した。また、塩酸を注いだ際には、空気がビュレットの先端に入っていないかよく注意した。 （ⅳ）純水でピペットを洗い、炭酸ナトリウム溶液でとも洗いした50mlビーカーにとった炭酸ナトリウム溶液をピペットで吸い取り、とも洗いを３回行った。とも洗いしたピペットで炭酸ナトリウム溶液20.00mlをピペットではかりとり、トールビーカーに入れた。 　 （ⅴ）第一当量点付近（8.0ml）までは１.0mずつ、その後11.0mlまで0.1mlずつ滴下した。また、第二当量点付近（18.0ml）までは１.0mずつ、そこから21.0mlまで0.1mlずつ滴下した。その際、pH、温度などのデータもとり、グラフを書いた。 実験終了後 （ⅵ）トールビーカーは洗剤をつけて水道水で洗ったあと、純水でよくすすぎ、乾燥機で乾燥させて、デシケーター中に保存した。pHメーターは電極を純水でよく洗い、純水の入った５０mlビーカーに先端をつけ、電源を切った。その他のビーカーは水道水でよく洗い、純水ですすいだ後、器具箱にふせて保管した。ビュレットはビュレット台に立てたまま純水で洗浄し、ピペットは水道水と純水で洗浄し、両方ともpH試験紙を用い中性であることを確認してもとのように保管した。 ３．結果 実験中に作成した滴定の測定データ、pH曲線、当量点付近の微分曲線の３枚をして次ページから結果とする。 4．報告事項 １)結果の項を参照。 ２）微分曲線は結果の項参照。第一当量点、第二等量点での滴定量を手引きの通り、V１、V２(ml)とすると、 　　　 となる。 ３） ? 　???第1反応 ? 　???第2反応 第二反応で生成した炭酸は、水と二酸化炭素に分解する。実験中に発生した気泡はこの二酸化炭素である。 ４）炭酸ナトリウムの濃度をCBとおくと、 より、CBとなる。 第一当量点ではなく第二当量点をこの計算に使う理由は、グラフにおける傾きが大きいところの方が当量点でである場所を見つけやすいためその値が正確であるからである。また、や第二当量点と第一等量点の差を使わない理由は、最初の濃度は何よりも正確であるため最初から第二当量点までの量を使う方が正確だからだ。 ５）体積の加成性の成立と炭酸ナトリウムのすべてが反応して炭酸として溶液中に残っていると仮定する。第二等量点のトールビーカー内の体積は、 である。炭酸の濃度をCAとすると、 より、である。 ６）炭酸の第一段階の平衡式と、電離度α、初期濃度CAを用いて考えていく。 ? 　　　　　　平衡前 　　CA 　　 　　平衡後