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問2、問3に、この水溶液と書かれていますが、どの水溶液ですか？
これがわからないと誰も解けませんよ
想像ですが、問1より、今回のモル濃度は0.60mol/L
※問1でモル濃度を求めていなければすいません。
問2
モル濃度から質量パーセント濃度に変換すればよい。
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[mol]
考え方
質量パーセント濃度を求めるということは、溶液の質量に対する溶質の質量の割合がわかればよい。
モル濃度が0.60mol/Lということは、水酸化ナトリウム水溶液1Lには、0.60molの水酸化ナトリウムが含まれているということ。で、水酸化ナトリウム水溶液の密度が1.2g/cm³とは、水酸化ナトリウム水溶液1cm³=1mLの質量は1.2gということ。
すなわち、水酸化ナトリウム水溶液1L(1000mL)の質量は1.2×1000=1.2×10³[g]ということ。
今回は水酸化ナトリウム水溶液500mLには、12gの水酸化ナトリウムが含まれているということ(問題文に書かれている)は、水酸化ナトリウム水溶液1Lには24[g]の水酸化ナトリウムが含まれているということがわかる。
※水酸化ナトリウム水溶液1Lには、0.60molの水酸化ナトリウムが含まれているということ
は、水酸化ナトリウム水溶液1L(1.2×10³g)には、0.60×40=24gの水酸化ナトリウムが
溶けている、と求めてもよい
以上より、モル濃度が0.60mol/L(密度が1.2g/cm³)の水酸化ナトリウム水溶液
ⅠⅠ
水酸化ナトリウム水溶液1.2×10³[g]には24[g]の水酸化ナトリウムが含まれている
これで、溶液の質量に対する溶質の質量がわかったので、後は溶液の質量に対する溶質の質量の割合(%)を求めるだけ。式は(24/1.2×10³)×100=2.0%
分からなければ質問してください
問3
やり方1 問2を使う方法
今回は、最終的に0.10mol/LのNaOH水溶液を150ml作りたい
ⅠⅠ
NaOH水溶液1Lに対してNaOHが0.10molの割合で含まれている溶液を150ml作りたい
ⅠⅠ 1000mL:0.10mol=150mL:◻️mol
｢NaOHが(◻️=)0.10×150/1000=0.015mol含まれているNaOH水溶液を150ml作りたい｣
ⅠⅠ NaOHのモル質量(NaOH1molの質量)は、40g/molであるから、
『NaOHが0.015×40=0.60g含まれているNaOH水溶液を150ml作りたい』
(2.0%NaOH水溶液を用いて)
今回用いる2.0%NaOH水溶液の密度は1.2g/cm³と書かれている。
密度の言葉の定義より、NaOH水溶液1mLの質量は1.2gであるということ。
すなわち、今回用いる2.0%NaOH水溶液の体積をV[mL]とすると、
2.0%NaOH水溶液の質量は1.2V[g]と表せる。
今回、NaOH水溶液の濃度は2.0%であるから、1.2V[g]の2.0%がNaOHの質量である。
すなわち、2.0%NaOH水溶液に含まれるNaOHの質量は1.2V×0.020[g]と表せる。
これが0.60[g]であればよいから、1.2V×0.020=0.60
V=25ml
以上より、2.0%NaOH水溶液25mlに水を足して150mLにすると、0.10mol/LのNaOH水溶液が150mLできる
上記の式をまとめると、
0.10mol/LのNaOH水溶液150mLに含まれるNaOHの質量＝2.0%NaOH水溶液に含まれるNaOHの質量
0.10×150/1000×40 ＝ V×1.2×0.020
問3
やり方2 問1を使い、単なる希釈問題だと考える方法。
※希釈とは、濃度を薄めること。
今回は、最終的に0.10mol/LのNaOH水溶液を150ml作りたい
(0.60mol/L NaOH水溶液を用いて)
今回は濃度を0.60mol/Lから0.10mol/Lにするから、0.60/0.10=6倍希釈だとわかります。
※濃度を6倍に薄めているということ。
で、n倍希釈のときは、原液の量:水の量=1:(n－1)という式が成り立つから、
※原液とは薄める前の液のことです。
※例えば10倍希釈なら、原液の量:水の量=1:9
25倍希釈なら、原液の量:水の量=1:24
0.60mol/LNaOH水溶液の量:水=1:5
今回は薄めた液を150mL作りたいから、150mLを1:5にわけて、
0.60mol/LNaOH水溶液の量は、150×1/6=25mL
以上より、0.60mol/LNaOH水溶液25mLに水を足して150mLにすると、
0.10mol/LのNaOH水溶液が150mLできる
基礎事項
水素イオンの量と水酸化物イオンの量が等しくなったとき、水溶液は中和する。
すなわち、
中和の量的関係
『酸の水素イオンの物質量＝塩基の水酸化物イオンの物質量』
これを言い換えると、
『溶液に含まれる酸の物質量×価数＝溶液に含まれる塩基の物質量×価数』
これを言い換えると
a×c×v/1000＝a'×c'×v'/1000 ・・・①
a,a':酸、塩基の価数
c,c':酸、塩基の水溶液のモル濃度[mol/L]
v,v':酸、塩基の水溶液の体積[mL]
今回中和に用いた酸は、薄めた希塩酸で、希塩酸の価数は1価、希塩酸のモル濃度は不明、
使用した希塩酸の体積は10mLですよね。
また、今回用いた塩基は水酸化ナトリウムで、水酸化ナトリウムの価数は1価、水酸化ナトリウムの濃度は0.10mol/L、使用した水酸化ナトリウムの体積は12.0mLですよね。
これを①に当てはめると、
1×◻️×10/1000=1×0.10×12.0/1000
1.0×10⁻²×◻️=1.2×10⁻³
◻️=0.012
よって、測定に用いた希塩酸の濃度は0.012mol/L
今回求めるのは、測定に用いた希塩酸の濃度ではなく、10倍に薄める前の希塩酸の濃度だから、濃度を10倍にして、答えは0.12mol/L
分からなければ質問してください
覚えるのは『酸の水素イオンの物質量＝塩基の水酸化物イオンの物質量』になった時に中和する、ということ。
酸の水素イオンの物質量が、酸の物質量×価数やa×c×v/1000で表せる理由が分からなければ質問してください。
分かりやすい説明ありがとうございます。
とても参考になりました！
すみません。
始めの部分が抜けてました。