2段階滴定の実験

質問

こんばんは。

学校で炭酸ナトリウム水溶液を塩酸で滴定する実験を行ったのですが
どうしてもわからないことがあるので教えてください。

まず行った実験は以下の通りです。

（１）0.05mol/lの炭酸ナトリウム水溶液10mlにフェノールフタレインを1滴加え、0.1mol/l塩酸を溶液の色が無色になるまで滴下

（２）この溶液にメチルオレンジを1滴加え、再び0.1mol/l塩酸を溶液の色が橙色を帯びるまで滴下

結果として、使用した塩酸の量は（１）が5.6ml　　（２）が4.7mlでした。

ここで質問なのですが、この実験では次の反応が起きていると思います。

（１）　Na2CO3＋HCl→NaCl＋NaHCO3

（２）　NaHCO3＋HCl→NaCl＋CO2＋H2O

この式を見ると、（１）で使ったHClの量と（２）で使ったHClの量は等しいはずですが
実際に行った実験では全然量が違います。

これはなぜなのでしょうか？

ちなみにこの滴定は3回実験を行いましたが、3回とも同様の結果で、
他の班もほぼ同じ結果になっています。

わかる方がいましたら教えてください。
よろしくお願いします。

回答No.1

hg3 · ベストアンサー

（１）のHCl量が、Na2CO3＋HCl→NaCl＋NaHCO3
（２）のHCl量が、NaHCO3＋HCl→NaCl＋CO2＋H2O
ではないからです。

（１）と（２）の操作を通じて、Na2CO3＋2HCl→NaCl＋CO2＋H2O　という反応が起きていると考える方が良いでしょう。

では、何故、わざわざフェノールフタレインとメチルオレンジの2種類を使うのかというと、
フェノールフタレインが無色になったところでは、まだ中和反応が完全に終わっていない可能性があるからです。メチルオレンジは、酸性ではっきりと色が変化するので、メチルオレンジの色が変わったところでは、中和反応が完全に終わっていると判断できます。
一方、メチルオレンジだけだと、塩基性～中性まで全く色が変わらず、酸性になったところで突然色が変わるので、滴定の途中で、どこまで、中和が進んでいるかが分かりません。そこで、フェノールフタレインで塩基性から中性に変わるところを把握し、その後メチルオレンジで、中和反応が完全に終わったところを見極めるのです。

お礼

なるほど、そういうことだったんですね。。
2種類の指示薬を使う理由もよくわかりました。

ご回答ありがとうございました！

回答No.2

ORUKA1951

炭酸ナトリウムの二段階滴定では、通常は二回目の中和のほうが増えてしまうことのほうが多かった経験があります。
　ニ価の弱酸＋強酸の滴定ですから滴定曲線は添付のようになだらかになります。

　フェノールフタレインの変色域は8～10あたりで変色しますが、
＞溶液の色が無色になるまで滴下
　これは多すぎます。色が薄くなり始めたら止めます。・・・ここがポイントです。
　完全に無色になったときは、中和点を行き過ぎています。pHメーターを使って滴定されると、このあたりがわかると思います。

お礼

たしかに二段階滴定の問題だと2回目の中和の方がHClを消費することが多いですよね。
おそらく1回目の中和の際にHClを多く入れ過ぎてしまったのだと思います。

ご回答ありがとうございました！