塩酸の濃度を2倍にした場合、水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液で中和しBTB指示薬で緑色(中性)にするには、反応式とモル計算を用いて体積と濃度を求める必要があります。
基本の中和反応
塩酸と水酸化ナトリウムの中和反応は次の通りです。
HCl + NaOH → NaCl + H2O
この反応では1モルのHClに対して1モルのNaOHが必要です。
濃度2倍の塩酸の量を求める
元の塩酸の体積をV(L)、濃度をC(M)とすると、濃度2倍の場合は2C(M)になります。よって、中和に必要なNaOHのモル数は。
n(NaOH) = 2C × V
NaOH水溶液の濃度と体積の関係
NaOHの濃度をC_N(M)、体積をV_N(L)とすると、必要なモル数は。
n(NaOH) = C_N × V_N
よって中和の条件は。
C_N × V_N = 2 × C × V
具体例
例えば、元の塩酸が0.1M、体積100 mL(0.1 L)の場合、濃度2倍で0.2M × 0.1 L = 0.02 molのHClが存在します。
NaOH水溶液が0.1Mなら、必要な体積は。
V_N = 0.02 mol ÷ 0.1 M = 0.2 L = 200 mL
NaOH水溶液が0.2Mなら、必要な体積は。
V_N = 0.02 mol ÷ 0.2 M = 0.1 L = 100 mL
まとめ
塩酸の濃度が2倍の場合、中和に必要なNaOHのモル数も2倍になります。NaOH水溶液の体積と濃度は、C_N × V_N = 2 × C × Vの関係を用いて計算できます。具体的な数値を入れることで、体積や濃度を求めることが可能です。
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