二段滴定

以下において、滴定に用いるのはすべて塩酸HClaqとする。
第一当量点までの滴定で必要なHClを $n_1[mol]$ 、第二当量点までを $n_2[mol]$ とする。

[1] $NaOH$ と $Na_2CO_3$ の混合溶液の滴定
(a)二段滴定をそれぞれ測定できる場合
$NaOH+HCl\rightarrow NaCl+H_2O$
$Na_2CO_3+HCl\rightarrow NaCl+NaHCO_3$
$NaHCO_3+HCl\rightarrow NaCl+H_2O+CO_2$
より
$NaOH=\alpha[mol],Na_2CO_3=\beta[mol]$ として、
$\alpha+\beta=n_1$
$\beta=n_2$
(b)二段滴定をそれぞれ測定できない場合
$\alpha +2\beta =n_{12}$
初めの状態で、 $BaCl_2$ 溶液によって、 $Na_2CO_3$ を $BaCO_3$ として
取り除いた場合、溶液を滴定するのに必要なHClを $n_3[mol]$ として、
$\alpha=n_3$

[2] $Na_2CO_3$ と $NaHCO_3$ の混合溶液の滴定
(a)二段滴定をそれぞれ測定できる場合
$Na_2CO_3=\alpha[mol],NaHCO_3=\beta[mol]$ として、
$\alpha=n_1$
$\alpha+\beta=n_2$
(b)二段滴定をそれぞれ測定できない場合
$2\alpha +\beta =n_{12}$
$NaHCO_3$ のみが $NaOH$ と反応して $Na_2CO_3$ となることを利用して、
$NaOH$ の滴定量と $NaHCO_3$ の反応量が等しいことから、
$NaHCO_3$ がちょうどすべて $Na_2CO_3$ に変化するまでの $NaOH$ の滴定量を $n_3[mol]$ として、
$\beta=n_3$
ただし、実際には終点が求めにくいことから、
いったん過剰に $NaOH$ を加えておき、
その後 $BaCl_2$ により、水中の $CO_3^{2-}$ イオンを完全に沈殿させたのちに
$HCl$ を加えて酸と塩基の反応式にして、数値の差から必要な $NaOH$ の量を導き出す。

(3)多量の $NaOH$ を $H_2CO_3$ に混合した溶液の滴定
余った $NaOH=\alpha[mol],H_2CO_3=\beta[mol]$ として
$2NaOH+H_2CO_3\rightarrow Na_2CO_3 + 2H_2O$ と反応するため、
$Na_2CO_3=\beta[mol]$ である、
よって、
$\alpha+\beta=n_1$
$\beta=n_2$

なお、以上のすべての場合において、
最終的に滴定する物質の中に $Na_2CO_3$ が含まれている場合、
$Na_2CO_3+2HCl\rightarrow 2NaCl + CO_2 +H_2O$
より、溶液中の $CO_2$ により、溶液は強塩基になれないから、
その指示薬はメチルオレンジのみがふさわしい。

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最終更新：2012年06月24日 19:02

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