化学
高校生

mol濃度•質量パーセント濃度の問題です。

事情により授業を受けられなかったので、お時間が大丈夫な時に教えてもらいたいのですが…と先生に尋ねてみたところ、先生曰く時間がないので教えられないそうです…
なので何にもわかりません。

どのように解いたら良いか、解き方を教えてください🙇‍♀️🙇‍♀️

(4) 12mol/Lの濃塩酸を水で薄めて, 濃度が 2.0mol/Lの希塩酸を500mLつくりたい。 濃塩酸は何mL必 要か。 mL ▷25 13.
78. 濃度 質量パーセント濃度が40%, 密度は1.3g/cm²の希硫酸がある。 (1) この希硫酸1.0L の質量は何gか。 (2) この希硫酸 1.0L中には, 硫酸H2SO が何g含まれているか。 (3) この希硫酸のモル濃度はいくらか。 g g mol/L 13
濃度 mol濃度 質量パーセント濃度 化学 希硫酸

回答

✨ ベストアンサー ✨

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を表したもの
密度[g/cm³]とは
 溶液1mLの質量[g] ←1cm³=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を表したもの

(1)(2)(3)をまとめて解説します。
要は、質量パーセント濃度をモル濃度に直しなさい、です
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1.3g/cm³ということは、希硫酸1mlは1.3g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

       水溶液の密度が1.3g/cm³(1mLは1.3g)
              ⅠⅠ  
  希硫酸1000mLの質量は1.3×1000=1.3×10³gである ←(1)
    ※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40%なので、希硫酸1.3×10³gのうち、40%、すなわち
1.3×10³×0.40=5.2×10²gが硫酸(溶質)の質量である。←(2)
              ⅠⅠ
   溶液1Lに含まれる溶質(硫酸)の質量は5.2×10²gである。
              ⅠⅠ 硫酸のモル質量(1molの質量)は98g/molであるから
硫酸5.4×10²gは(1mol:98g=x[mol]:5.2×10²gよってx=)5.2×10²g÷98=約5.3molである。
よって、求めるモル濃度は5.3mol/L

分からなければ質問してください
一切公式使ってませんよ。すべて言葉の意味からやりました

続く

たこ焼き

(4)12mol/Lの濃塩酸に水を加えて1.0mol/Lの希塩酸を300mL作りたい。
 必要な濃塩酸の量は何mLか?
 基礎事項
 モル濃度とは、溶液1Lあたりに含まれる溶質の物質量を表したもの

【やり方1 塩化水素の量は等しい、ということを利用した方法】
 今回は、12mol/Lの塩酸V[mL]に水を加えて2.0mol/Lの希塩酸を500mL作りたい。
 水を加えただけだから、12mol/Lの塩酸V[mL]に含まれる塩化水素の量と
 2.0mol/Lの希塩酸500mLに含まれる塩化水素の量は等しいですよね。
 このことを利用します。

 12mol/Lの塩酸とは、言葉の意味から、塩酸1000mLあたりに塩化水素が12mol溶けている溶液ですよね。
 では、12mol/Lの塩酸V[mL]には何molの塩化水素が溶けていますか?
   1000mL:12mol=V[mL]:◻️mol ◻️=12V/1000=0.012V[mol]
 0.012V[mol]の塩化水素が溶けていますよね。
 同様に、2.0mol/Lの希塩酸500mLには何molの塩化水素が溶けていますか?
   1000mL:2.0mol=500[mL]:⚪mol ⚪=2.0×500/1000=1.0[mol]
 1.0[mol]の塩化水素が溶けていますよね。
 よって、0.012V=1.0
        V=約83mL
 以上より、濃塩酸83mlに水を足して500mlにすると、2.0mol/Lの希塩酸が500mLできる

【やり方2 単なる希釈問題として考える】
 今回は12mol/Lの塩酸を希釈して、2.0mol/Lの希塩酸を500mL作りたい。
 すなわち、濃度は、12/2.0=6.0倍希釈されている
 ※濃度は、6.0倍に薄まっている、ということ。
 n倍希釈のときは、原液の量:水の量=1:(n-1)が成り立つから、
 6.0倍希釈ということは、濃塩酸の量:水の量=1:5
 今回は希塩酸を500mL作りたいから、500mLを1:5にわけて、
 塩酸の量は、500÷6=約83ml
以上より、濃塩酸83mlに水を足して500mlにすると、2.0mol/Lの希塩酸が500mLできる

分からなければ質問してください

ななせ

(1)(2)(3)はとくことができました!すごくわかりやすかったです!
(4)だけがわかりません…やり方2の方で解いているのですが、500mLを1: 5に分けるところからがわかりません…
 
原液の量:水の量=1:5の式に当てはめるのかなと思ったのですが、原液の量も水の量もわからないから当てはめられない…と無限ループになってしまいました💦💦

教えてくださったらありがたいです。お手数をおかけしてすみません🙇‍♀️

たこ焼き

そうですよ。
原液の量:水の量=1:5の式に当てはめます。
原液の量(濃塩酸の量)+水の量=希塩酸の量、ですよね。
今回は、希塩酸の量は500mLにしたいらしいから、
原液の量(濃塩酸の量)+水の量=500mL
で、原液の量と水の量は、1:5だから、
500mLを1:5に分けたら原液の量(濃塩酸の量)がわかる。

分からなければ質問してください

ななせ

理解できました‼︎
原液と水を足した希塩酸に含まれる原液と水の割合が、1:5だから500を1:5に分けるってことですね!!

テスト前だったのですごく助かりました!ありがとうござました!

ななせ

度々すみません。
別も問題を解いてみたところ、模範解答と異なる答えになってしまいました…

何故でしょうか??(3)です。

たこ焼き

有効数字の関係ですよ
前の問題で求めた値を使うときは有効数字を一桁増やして使う、という決まりがあります。
計算途中も有効数字を一桁増やして使う、という決まりがありますよ。

(3)では、(2)で求めた値を使うので、有効数字を一桁増やして使います。
すなわち、18mol/Lではなく、17.8mol/Lにして使います
すなわち、17.8mol/Lから3.0mol/Lにしたいから、約5.93倍
 ※17.8÷3.0だから普通は有効数字2桁、すなわち、5.9にしますが、
 まだ計算は続くので有効数字を1桁増やして5.93倍にしてます。

よって、濃硫酸の量は、
 500÷5.93=約84mL
 5.93とは本来は有効数字2桁にする予定だったから有効数字2桁だと考えます 
 すなわち、500÷5.93は有効数字3桁÷有効数字2桁だから、
 答えは有効数字2桁

分からなければ質問してください
有効数字難しいですね。計算途中は一桁増やしますが、最終的に有効数字を考えるときは、本来は有効数字何桁だったのか、で考えます。

ななせ

なるほど…!!
今回のテストでは有効数字をふまえずに解答をしても、有効数字をふまえて解答してもどちらでも良い、と先生がおっしゃっていました!有効数字を考えずに解答するならば83mLで合ってますかね??

たこ焼き

でも、先生が持ってる解答はおそらく84だから、バツにされるかもですね。

おそらく先生が言っている有効数字をふまえずに解答、っていうのは、今回だと83.3mLと答えても大丈夫ってことかもしれないので。

後は先生次第ですね。
事前にこの問題の場合は18mol/Lを用いていいのか、17.8を使わないといけないのか、聞いてみてもいいですね。
ただ、先生自体も有効数字がわかってないこともありますが。

ななせ

わかりました!!
一応聞いてみます!

丁寧でわかりやすかったです!ありがとうござました🙇‍♀️🙇‍♀️

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