中和滴定の終点判定と濃度決定

手順：残った固体が何かを確かめ、HClの量と比べる。

• 固体がNaClだけだとすると、その物質量は 0.117 g ÷ 58.5 g/mol = 2.0 × 10⁻³ mol。
• もとの塩酸Xに含まれるHClは 0.10 mol/L × 0.0200 L = 2.0 × 10⁻³ mol。
• HCl 2.0 × 10⁻³ mol から生じうるNaClの最大量はちょうど 2.0 × 10⁻³ mol = 0.117 g で、測定値と一致する。

判断：

• もしNaOHが過剰なら、固体はNaClに加えてNaOHを含み、0.117 gより重くなる（NaOH 1 mmolあたり約0.040 g増）。
• もしHClが過剰なら、蒸発の途中で塩化水素が気体として逃げるため、残るNaClは加えたNaOHの量だけになり、0.117 gより軽くなる。

どちらでもないので、2回目はちょうど中和している。よって加えたNaOHも 2.0 × 10⁻³ mol で、Yの濃度は 2.0 × 10⁻³ mol ÷ 0.0200 L = 0.10 mol/L。

なお、ビーカーに残っていた水滴はHClの物質量を変えないので、この結論には影響しない。

ばらつきの原因

1. BTBの変色域は広く（およそpH 6.0〜7.6）、「緑になった」という目視の判定に幅がある。同じ液でも人や光の条件で判断が変わる。
2. 3回目はコックを開けすぎて液が勢いよく落ち、中和点を通り過ぎてから止めた可能性が高い。実際、3回目だけが大きく外れている。
3. 滴下中に液を撹拌していないと、加えたNaOHが局所的に濃くなり、色の変化が遅れて見えることがある。

平均することの問題点

• 3回目のように操作そのものが不適切な値を混ぜると、平均が真の値からずれる。ここでは平均20.2 mLを使ったため、濃度を0.099 mol/Lとわずかに低く見積もっている。
• 平均は「同じ精度の正しい測定の集まり」でなければ意味を持たない。

改善策

• 終点付近は1滴ずつ加え、加えるたびにかく拌して色を確かめる。
• ビーカーの下に白い紙を敷き、色を比較しやすくする。
• 不適切な操作をした回は記録から外すか、追試する。平均ではなく中央値を使う、蒸発残留物の質量やpHメーターで確かめる、といった方法も有効。

成り立つ点

• 塩酸と水酸化ナトリウム水溶液はどちらも強酸・強塩基なので、中和点の液はほぼ中性（25 ℃でpH 7付近）になる。
• BTBは酸性で黄、中性付近で緑、アルカリ性で青になる。したがって「緑」は中和点付近にいることの目安にはなる。

成り立たない点

• BTBの変色域は広く、緑の中でもpH 6〜7.6程度の幅がある。「緑になった瞬間」は中和点そのものではなく、中和点付近の幅のある範囲を指しているにすぎない。
• 中和点の前後ではpHが急激に変化する（滴定曲線の立ち上がり）。そのため1滴の違いで色が大きく変わり、逆に「どこで緑と判断するか」が結果を左右する。

判断

• 強酸＋強塩基の今回は、緑＝中和点付近という目安としては使えるが、厳密な中和点の決定には不十分。
• 実際に3回の滴下量は18.0〜22.5 mLまでばらついている。質量やpHメーターなど、別の根拠で裏づけてから中和点とすべきである。