発展例題11 二酸化炭素の定量
問題160
空気中の二酸化炭素の量を測定するために, 5.0×10-mol/Lの水酸化バリウム水溶液
100mLに0℃, 1.013 ×10 Paの空気 10L を通じ, 二酸化炭素を完全に吸収させた。反
応後の上澄み液10mLを中和するのに, 1.0×10mol/Lの塩酸が7.4mL必要であった。
もとの空気 10L 中に含まれる二酸化炭素の体積は0℃, 1.013 ×10 Paで何mL か。
考え方
解答
二酸化炭素を吸収したときの
変化は,次式で表される。
吸収した CO2 を x [mol] とすると, 化学反応式から,残る
Ba (OH)2 の物質量は次のようになる。
Ba (OH)2 + CO2
5.0 × 10-3 ×
→ BaCO3+H2O
100
1000
-mol-x
この反応後に残っている
反応後の水溶液100mL から10mLを用いたので,
Ba (OH)2がHCI で中和され
2x 5.0×10-3×
る。 Ba (OH)2 は2価,
HCIは1価である。
100
1000
mol-xx
10
100
7.4
=1×1.0×10-2×
-mol
1000
別解 水溶液中のCO2
を2価の酸である炭酸H2CO3
と考えると, 全体の中和につ
いて次の関係が成立する。
これより, x=1.3×10mol となり, CO2 の体積は,
22.4×103mL/mol×1.3×10-mol=2.91mL=2.9mL
【別解 上澄み液10mLと中和する塩酸が7.4mL なので,
溶液100mLを中和するために必要な塩酸は74mLである。 吸
収した CO2 を x [mol] とすると, CO2 と HCI が放出したH+の
総物質量は, Ba (OH)2 が受け取ったH+の総物質量と等しい。
Nom HO
酸が放出する H+ の総物質量
=塩基が受け取る H+ の総物
質量
2xx+1×1.0×10-x
74
1000
mol=2×5.0×10 -3 ×
100
1000
mol
したがって, x=1.3×10-mol となる。
