化学基礎：NaOHとNa2CO3の滴定問題の解説と解法

化学基礎の問題において、NaOH（固体）とNa2CO3（固体）の混合物を水に溶かして、そのモル濃度や質量を求める問題があります。今回の記事では、滴定を通じてどのようにこれらの値を求めるのか、またその計算方法について解説します。

1. 問題の整理と必要な知識

まず、問題の内容を整理しましょう。NaOHとNa2CO3の混合物を水に溶かして、10.0mLを取ってフェノールフタレインとメチルオレンジで滴定を行うというものです。滴定には0.10mol/Lの塩酸を使用し、2回の変色を確認する必要があります。ここでは、化学の基礎的な知識と計算の方法が求められます。

問題の(1)では、NaOHのモル濃度を求める必要があります。まず、滴定によって得られた塩酸の消費量を使い、NaOHと塩酸の反応からその濃度を計算します。反応式は以下の通りです。

NaOH + HCl → NaCl + H2O

これにより、必要なモル数を求め、NaOHのモル濃度を計算できます。

次に、問題の(2)で求めるNa2CO3のモル濃度です。Na2CO3は酸性水溶液に溶けると、次のような反応を示します。

Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2

これに基づいて、Na2CO3のモル数を求め、その後、Na2CO3のモル濃度を計算します。

問題の(3)では、NaOHとNa2CO3の質量を1000mLの混合溶液における質量として求めます。質量を求めるには、モル数からモル質量を掛け合わせることで質量を計算できます。NaOHとNa2CO3それぞれについて計算します。

問題の(4)では、NaOHとNa2CO3の混合物中のNa2CO3の純度を求めます。純度は、実際に含まれているNa2CO3の質量を混合物全体の質量で割り、百分率で表すことができます。

化学基礎の問題では、滴定の理論と計算を正確に理解し、適切な手順でモル濃度や質量を求めることが求められます。今回の問題の解法を順を追って解説しました。しっかりと理解し、計算の練習を重ねることで確実に解けるようになるでしょう。