化学
高校生
解決済み

この例題の解き方が分かりません。
どうやって求めるのかを教えていただきたいです。

例 シュウ酸二水和物1.26gを溶かした水溶液を完全に中和するために,4.0%, 1.05g/mL の水酸化ナトリウム水溶液は何mL必要か。 解:19mL
化学基礎 スタディサプリ 酸と塩基 中和反応と量的関係

回答

✨ ベストアンサー ✨

どこからせつめいしたらよいか、判断するために質問します
水酸化ナトリウムのモル濃度は求められますか?
シュウ酸の物質量は求められますか?

教えるのは明日になりますが・・・

SOIL

返信ありがとうございます。
すみません、どちらも分かりません。

お手間を取らせてしまい、申し訳ありません。

たこ焼き

いいえ。解答が複数枚に分かれます

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、水溶液は中性になるのですよね(中和)。
 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、
  『酸の物質量×価数=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 
     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] 

たこ焼き

中和の式をたてるために、塩基、すなわち、水酸化ナトリウム水溶液のモル濃度を求めます。
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/mL]とは
 溶液1mLの質量[g]
モル濃度とは
 溶液1Lあたりに含まれる溶質の物質量

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(今回は水酸化ナトリウム)の質量がわからないといけない。密度が1.05g/mlということは、水酸化ナトリウム溶液1mlは1.05gということ。あとは、質量パーセント濃度から、水酸化ナトリウムの質量がわかりそう。

          水溶液の密度が1.05g/mL
              ⅠⅠ
   水酸化ナトリウム水溶液1000mLの質量は1.05×1000=1050g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4.0%なので、水酸化ナトリウム水溶液1050gのうち、4.0%、すなわち
1050×0.040=42gが水酸化ナトリウム(溶質)の質量である。
              ⅠⅠ
     溶液1Lに含まれる溶質の質量は42gである。
水酸化ナトリウム42gは42/40=1.05molであるから、モル濃度は1.05mol/L
 ※水酸化ナトリウムのモル質量は40g/molですよね

分からなければ質問してください

続く

SOIL

とても丁寧な説明、ありがとうございます。
ここまで理解できました。

たこ焼き

中和の式をたてるために、酸、すなわち、シュウ酸二水和物水溶液の中のシュウ酸の物質量を求めます。 
  ※水素イオンをだすのはシュウ酸ですよね。
シュウ酸二水和物1molとは、シュウ酸1molに水が2mol結合したものです。(今回は関係ないですが、シュウ酸二水和物を水に溶かすと、シュウ酸二水和物に結合している2molの水は水に溶けますよね。)
では、今回、シュウ酸二水和物1.26gにシュウ酸は何mol含まれていますか?
シュウ酸二水和物のモル質量は126g/molであるから、シュウ酸二水和物1.26gは、
1.26/126=0.0100molですよね。シュウ酸二水和物1molにはシュウ酸が1mol含まれているから、シュウ酸二水和物1.26g=0.0100molには、0.0100molのシュウ酸が含まれていることになる。

続く

たこ焼き

以上より、
今回用いた酸は、シュウ酸で、シュウ酸の価数は2価、シュウ酸の物質量は0.0100mol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1.05mol/L、使用した水酸化ナトリウムの体積は◻️mLですよね。
これを中和の関係式に当てはめると、
   2×0.0100=1×1.05×◻️/1000
   0.0200=0.00105×◻️
      ◻️=約19
よって、測定に用いた水酸化ナトリウム水溶液の体積は19mL

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。

SOIL

とても分かりやすかったです。
本当にありがとうございました。

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