質問: 化学の中和滴定の問題です。 炭酸ナトリウムと水酸化ナトリウムの混合水溶液がある、この溶液25.0mlに指示薬としてフェノールフタレインを加え、塩酸標準溶液(濃度0.100mol/l)で滴定したところ、滴定値が13.5mlで赤色が消えた。次にメチルオレンジを指示薬として加えて滴定したところ、溶液の色が黄色から赤色に変化するのにさらに11.5mlを必要とした。 溶液中の炭酸ナトリウムと水酸化ナトリウムのモル濃度を求めよ。 という問題なのですが、炭酸ナトリウムと水酸化ナトリウム、合わせて25mlのはずなのに、どうして、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、25mlずつのような計算をしているので しょうか?(←写真:(3)の解答8行目と16行目の式) どうしてもわかりません。 この問題について詳しく教えてください。 よろしくお願いします。
回答: この反応では、2段階で中和反応が起こっています。 一段階目では、水酸化ナトリウムと塩酸の中和反応と、炭酸ナトリウムが塩酸と中和反応し炭酸水素ナトリウムが生じる反応が起こっています。 二段階目では、一段階で生じた炭酸水素ナトリウムが塩酸とさらに中和反応が生じています。 一段階目では、塩酸が水酸化ナトリウムと炭酸ナトリウムという2種類の化学種と反応しており、複雑なため、まず2段階目の中和反応に着目して考えます。二段目の中和反応から、反応した炭酸水素ナトリウムの物質量を求めます。一段階目の反応より、1molの炭酸ナトリウムから1molの炭酸水素ナトリウムが生じるため、これにより最初に存在していた炭酸ナトリウムの物質量を求めることができます。ここで、一段階目の反応に立ち戻って、中和反応の量的関係から水酸化ナトリウムの物質量を求めます。 最初に存在していた溶液の量から、溶液中の炭酸ナトリウムと水酸化ナトリウムのモル濃度を求めれば答えがでます。