酸とアルカリを混ぜたとき、にふくまれている水素イオンアルカリにふくまれている水酸化物イオンが結びついてになります。

水素イオンと水酸化物イオンが過不足なく反応して水になったとき(溶液中に水素イオンも水酸化物イオンも存在しないとき)を中和点といいます。

中和点は、BTB溶液の色の変化をみたらわかります。

酸性の塩酸に、少しずつアルカリ性の水酸化ナトリウムを加えていきます。
最初は塩酸のほうが多いのでBTB溶液は黄色です。
水酸化ナトリウムを加えていくと、あるところで中性になり、BTB溶液は緑色になります。
さらに水酸化ナトリウムを加え続けると、BTB溶液は青色になります。

しかし、BTB溶液では色の変化を観察するだけなので、どこが中和点なのかを正確に見つけることは困難です(どこまでが黄色でどこで緑色に変わったのか判別が難しい)。

そこで、正確に中和点を見つける方法として、溶液中を流れる電流を測定する方法が使われます。


硫酸と水酸化バリウムで中和点を見つける

ビーカーに硫酸をいれたものを用意します。
ステンレス板を電極として直流電流を流し、水酸化バリウム水溶液を加えていきながら、溶液中を流れる電流を測定します。

最初は、硫酸だけがビーカーに入っています。
1
ビーカーの中では硫酸が電離して、+の水素イオンと-の硫酸イオンが存在しています。
硫酸

このとき、モデルの図のビーカーの中に存在しているイオンの個数は6個です。












水酸化バリウムを加えます。
2
水酸化バリウムは、+のバリウムイオンと-の水酸化物イオンに電離しています。
水酸化バリウム












加えた水酸化バリウムにふくまれる水酸化物イオンは、硫酸にふくまれていた水素イオンと結びついて水になります。
水

3
加えた水酸化バリウムにふくまれるバリウムイオンは、硫酸にふくまれていた硫酸イオンと結びついて硫酸バリウムになります。
硫酸バリウム


硫酸バリウムは非電解質なので、水には溶けないで、ビーカーの底に沈殿します。

このとき、モデルの図のビーカーの中に存在しているイオンの個数は、イオンが水と硫酸バリウムになったために、3個に減少しています。



さらに、水酸化バリウムを加えます。
4水素イオンと水酸化物イオンは完全に反応して水になりました。
硫酸イオンとバリウムイオンも完全に反応して硫酸バリウムになって沈殿しました。

この段階が中和点です。

溶液中に存在するイオンの数は0個です。









さらに、水酸化バリウムを加えます。
5
加えた水酸化バリウム中の、バリウムイオンは反応する陰イオンが溶液中に存在しないのでバリウムイオンのままです。
水酸化物イオンも、結びつく陽イオンが存在しないので水酸化物イオンのままです。

モデルの図では、この段階で存在するイオンの数は3個です。

以上のモデルでは、溶液中に存在するイオンの個数は、6個→3個→0個→3個→と変化しました。

このとき、溶液中を流れる電流の大きさはどのように変化するでしょうか。



電流の変化

溶液中に存在するイオンの数が多いほど、溶液中を大きい電流が流れます。
モデルの図で、溶液中のイオンの個数は、6個→3個→0個→3個→と変化しました。

横軸に加えた水酸化バリウムの量、縦軸に溶液中を流れる電流の大きさをとってグラフをかくと、次の図のようになります。
6
このように、溶液中にイオンの数が多いほど溶液中を流れる電流が大きいことを利用して、中和点を正確に求めることができます。









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