酸塩基滴定曲線

滴定曲線とは、溶液のpHと滴定液の添加量をプロットしたものです。酸塩基滴定の場合、溶液の組成に応じたpHの変化が予測可能なため、滴定の進行状況や終点の検出をモニターするのに有用です。酸塩基滴定は、強酸と強塩基、強酸と弱塩基、または強塩基と弱酸で行うことができます。

0.100 MのHCl（強酸）25.00 mLを0.100 MのNaOH（強塩基）で滴定した場合、その滴定曲線はFigure 1aのように赤色で表示されます。また、0.100 MのCH₃COOH（弱酸）25.00 mLを0.100 MのNaOHで滴定すると、その滴定曲線はFigure 1bのように黄色で表示されます。

Figure 1 (a) 0.100 M塩酸（強酸）25.00 mLを0.100 M NaOH（強塩基）で滴定したときの滴定曲線は、当量点がpH7.00となります。(b) 0.100 M酢酸（弱酸）25.00 mLを0.100 M NaOH（強塩基）で滴定したときの滴定曲線の当量点は、pH8.72です。

<p強塩基または弱塩基と強酸との滴定は、似たようなS字型の曲線を描きますが、pHは塩基性領域から始まり、強酸の添加とともに減少するため、形状は反転します。また、弱酸または弱塩基の滴定は、それぞれK_aまたはK_bを決定するために使用することができます。.

滴定における4つの段階

1. 初期状態（滴定液添加量 ＝ 0mL）: pHは、滴定する酸によって決まります。強酸と弱酸の酸が同濃度の場合、弱酸がより大きな初期pHを示します。
2. 等量点前（0mL < V < 25 mL）: 溶液のpHが徐々に上昇し、添加した滴定剤との反応で酸が消費され、組成には未反応の酸とその反応生成物である共役の塩基が含まれます。
3. 等量点（V = 25 mL）: 溶液の組成が酸性から中性（強酸を滴定する場合）または塩基性（弱酸を滴定する場合）に移行する際に、pHの急激な上昇が観察され、酸の共役塩基のイオン化によってpHが決まります。
<li滴定後（V > 25 mL）: 過剰な強塩基滴定溶液の添加量によってpHが決まるが、両試料とも同じ滴定溶液で滴定しているため、この段階では両試料の滴定曲線は類似しています。

上記の文章は以下から引用しました。 Openstax, Chemistry 2e, Section 14.7: Acid-base Titrations.