最終更新: 2026-07-13

中和とは

中和とは、酸から放出されるプロトン（H⁺）が塩基の水酸化物イオン（OH⁻）と結びついて水を生成する反応です。酸をちょうど過不足なく反応させるだけの塩基を加えたとき（あるいはその逆）、混合物は当量点に達します。その時点で両者は化学量論比で一致しており、この計算ツールはそこに至る体積や濃度を求めます。

中和の式

$$n \, M_a V_a = m \, M_b V_b$$

記号	量	単位
Mₐ	酸の濃度	mol/L (M)
Vₐ	酸の体積	L
M_b	塩基の濃度	mol/L (M)
V_b	塩基の体積	L
n	酸 1 分子の陽子数	—
m	塩基 1 単位の OH 数	—

積 $M \times V$ は溶液中のモル数です。酸側に $n$ を掛けると放出できるプロトンをすべて数え、塩基側に $m$ を掛けると供給できる水酸化物をすべて数えます。当量点ではこの 2 つの合計が等しくなります。未知の量について変形すると次のようになります。

• 塩基の体積: $V_b = \dfrac{n \, M_a V_a}{m \, M_b}$
• 塩基の濃度: $M_b = \dfrac{n \, M_a V_a}{m \, V_b}$
• 酸の体積: $V_a = \dfrac{m \, M_b V_b}{n \, M_a}$
• 酸の濃度: $M_a = \dfrac{m \, M_b V_b}{n \, V_a}$

1 価の酸と 1 価の塩基（$n = m = 1$）では、よく知られた $M_a V_a = M_b V_b$ になります。

計算例

0.1 M の塩酸 25 mL を中和するのに、0.1 M の水酸化ナトリウムは何 mL 必要でしょうか。どちらも 1 対 1（$n = m = 1$）です。

$$V_b = \frac{n \, M_a V_a}{m \, M_b} = \frac{1 \times 0.1\ \text{M} \times 0.025\ \text{L}}{1 \times 0.1\ \text{M}} = 0.025\ \text{L} = 25\ \text{mL}$$

濃度が等しく比が 1 対 1 なら、体積も等しくなります。

多価の酸と塩基

$n$ と $m$ の因子があることで、この式は単なる積の規則以上のものになります。多価の酸は 1 分子で複数のプロトンを放出し、塩基によっては 1 式量で複数の水酸化物を放出します。

化学種	陽子数 (n) または OH 数 (m)
HCl	n = 1
H₂SO₄	n = 2
H₃PO₄	n = 3
NaOH	m = 1
Ca(OH)₂	m = 2

0.1 M の塩酸 25 mL を、0.05 M の水酸化カルシウム Ca(OH)₂ で中和する場合を考えます。Ca(OH)₂ は水酸化物イオンを 2 個供給するため $m = 2$ です。

$$V_b = \frac{1 \times 0.1\ \text{M} \times 0.025\ \text{L}}{2 \times 0.05\ \text{M}} = \frac{0.0025}{0.1} = 0.025\ \text{L} = 25\ \text{mL}$$

水酸化物の数が 2 倍でも濃度が半分なので相殺し、やはり 25 mL で足ります。

当量点は必ずしも pH 7 ではない

当量点に達するとは反応物が一致することであり、中性溶液になるとは限りません。強酸を強塩基で中和すると中性の塩と水ができ、pH は 7 付近になります。しかし弱酸と強塩基では塩基性の塩が残り（当量点は pH 7 より上）、強酸と弱塩基では酸性の塩が残ります（pH 7 より下）。この計算ツールが用いる体積の関係は、生じる pH にかかわらず成り立ちます。

滴定曲線との違い

このツールは終点の問いに答えます。すなわち、必要な滴定液の量や、測定した終点体積から求まる未知濃度です。一方、完全な滴定曲線は加えた滴定液に対する pH をプロットし、緩衝領域と当量点付近の急激な立ち上がりを示します。滴定の計画や濃度の逆算にはこの関係を、pH の変化の様子を調べるには滴定曲線を使います。

よくある用途

• 滴定に必要な塩基や酸の量を、実験前に見積もる。
• 測定した終点体積から未知の濃度を逆算する。
• 硫酸やリン酸などの多価の酸について、試薬の体積を正しくスケーリングする。

よくある質問 (FAQ)

中和の式とは何ですか？

酸と塩基が当量点まで反応するとき、放出された H⁺ のモル数と利用できる OH⁻ のモル数が等しくなります：n·Mₐ·Vₐ = m·M_b·V_b。ここで Mₐ と Vₐ は酸の濃度と体積、M_b と V_b は塩基の濃度と体積、n は酸 1 分子あたりの酸性プロトン数、m は塩基 1 式量あたりの水酸化物イオン数です。1 価の酸と 1 価の塩基（n = m = 1）では、よく知られた MₐVₐ = M_bV_b に簡略化されます。

当量点とは何ですか？

当量点とは、酸と塩基がちょうど化学量論比で混ざり合った点です。放出されたプロトンはすべて水酸化物イオンと対になり、どちらの反応物も過剰になりません。この計算ツールはその点に達する体積または濃度を返します。当量点は必ずしも pH 7 ではありません。強酸と弱塩基では酸性の塩溶液になり、弱酸と強塩基では塩基性になります。

多価の酸・塩基は計算をどう変えますか？

多価の酸は 1 分子で複数のプロトンを放出するため、それだけ多くの塩基を中和します。硫酸（H₂SO₄）は n = 2、リン酸（H₃PO₄）は n = 3 です。同様に Ca(OH)₂ のような塩基は 2 個の水酸化物イオンを供給するため m = 2 になります。n と m を正しい値に設定すると、必要な体積が比例して調整されます。例えば 0.1 M HCl 25 mL（n = 1）は 0.05 M Ca(OH)₂ 25 mL（m = 2）で中和されます。Ca(OH)₂ 1 式量が OH⁻ を 2 個供給するためです。

滴定曲線とは何が違いますか？

この計算ツールは濃度と体積の当量点における関係、つまり滴定の終点を求めます。一方、滴定曲線は滴定液を加えるにつれて pH が連続的に変化する様子を示し、緩衝領域や当量点付近の急激な変化を表します。必要な滴定液の量を計画したり、測定した終点体積から未知の濃度を逆算したりする際にこのツールを使います。