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まず、言葉の意味から
質量パーセント濃度とは、
溶液の質量に対する溶質の質量の割合
密度[g/cm^3]とは
溶液1mLの質量[g] ←1cm^3=1mLですよね
モル濃度とは
溶液1Lあたりに含まれる溶質の物質量
(1)
考え方
モル濃度を求めなさい、ということは、溶液1Lあたりに含まれる溶質の物質量[mol]を求めなければいけないということ。物質量を求めるには、物質(今回は硫酸)の質量がわからないといけない。密度が1.84g/cm^3ということは、濃硫酸1mlは1.84gということ。あとは、質量パーセント濃度から、硫酸の質量がわかりそう
濃硫酸の密度が1.84g/cm^3
ⅠⅠ
濃硫酸1000mLの質量は1.84×1000=1840gである
※モル濃度を求めるので溶液1Lの質量を求めた
ⅠⅠ
質量パーセント濃度が98%なので、濃硫酸1840gのうち、98%、すなわち
1840×0.98=1803.2gが硫酸(溶質)の質量である。
ⅠⅠ
溶液(濃硫酸)1Lに含まれる溶質(硫酸)の質量は1803.2gである。
硫酸のモル質量は98g/molであるから、硫酸1803.2gは1803.2/98=18.4molであるから、モル濃度は約18mol/L
分からなければ質問してください
続く
(2)【やり方2】(1)の結果18.4mol/L濃硫酸から3.0mol/Lの水溶液を500mlを作る方法
今回は、最終的に3.0mol/Lの水溶液を500ml作りたい
ⅠⅠ
硫酸水溶液1Lに対して硫酸が3.0molの割合で含まれている溶液を500ml作りたい
ⅠⅠ 1000mL:3.0mol=500mL:◻️mol
｢硫酸が(◻️=)3.0×500/1000=1.5mol含まれている硫酸水溶液を500ml作りたい｣
(18.4mol/L濃硫酸を用いて)
今回使用する18.4mol/L濃硫酸の量をx[mL]とする。
今回使用する濃硫酸の濃度は18.4mol/Lである、すなわち、濃硫酸1L=1000mLあたりに硫酸は18.4mol含まれているから、18.4mol/L濃硫酸x[mL]には
1000mL:18.4mol=x[mL]:◻️mol ◻️=18.4x/1000[mol] の硫酸が含まれていることになる。
これが1.5[mol]であればよいから、18.4x/1000=1.5
x=約82[mL]
以上より、18.4mol/L濃硫酸82mlに水を足して500mLにすると、3.0mol/Lの硫酸水溶液が500mLできる
分からなければ質問してください
とても分かりやすい解説ありがとうございます！👏
なんとか問題を解くことが出来ました！
(2)【やり方1】98%濃硫酸から3.0mol/Lの水溶液を500mlを作る方法
今回は、最終的に3.0mol/Lの水溶液を500ml作りたい
ⅠⅠ
硫酸水溶液1Lに対して硫酸が3.0molの割合で含まれている溶液を500ml作りたい
ⅠⅠ 1000mL:3.0mol=500mL:◻️mol
｢硫酸が(◻️=)3.0×500/1000=1.5mol含まれている硫酸水溶液を500ml作りたい｣
ⅠⅠ 硫酸のモル質量(硫酸1molの質量)は、98g/molであるから、
｢硫酸が1.5×98=147g含まれている硫酸水溶液を500ml作りたい｣ (98%硫酸を用いて)
今回使用する98%硫酸水溶液の質量をx[g]とする。
今回使用する硫酸の濃度は98%である、すなわち、x[g]の98%が使用する硫酸水溶液に含まれる硫酸の質量である。すなわち、98%硫酸水溶液に含まれる硫酸の質量はx×0.98[g]と表せる。
これが147[g]であればよいから、x×0.98=147
x=150[g]
以上より、98%濃硫酸150[g]に水を足して、500mLにすると、3.0mol/Lの硫酸水溶液が500mLできる。
98%濃硫酸150[g]は何mlですか？
濃硫酸の密度が1.84g/cm^3ということは、濃硫酸1mlは1.84gということ。
よって、濃硫酸150[g]は、1mL:1.84g=◻️mL:150 ◻️=約82
以上より、98%硫酸水溶液82mlに水を足して500mLにすると、3.0mol/Lの硫酸水溶液が500mLできる
続く