発展例題 11 二酸化炭素の定量 ×
100mL に標準状態の空気10L を通じ, 二酸化炭素を完全に吸収させた。反応後の上澄
空気中の二酸化炭素の量を測定するために, 5.0×10-3mol/Lの水酸化バリウム水溶液
み液10mLを中和するのに, 1.0×10-mol/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標準状態で何mL か。
考え方
二酸化炭素を吸収したとき
の変化は,次式で表される。
Ba(OH)2 +CO2
BaCO3+H2O
この反応後に残っている
Ba(OH)2がHCI で中和さ
れる。 Ba(OH)2は2価,
HCIは1価である。
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。
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
(解答)
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。
(5.0×10-3×
100 -x)(mol)
1000
反応後の水溶液100mL から 10mL を用いたので,
2×(5.0×10-3x100
-xx
問題 162
10
100
=1×1.0×10-2x
74
1000
したがって, x=1.3×10-4mol となる。
これより,x=1.3×10-4mol となり, CO2 の体積は,
22.4×10mL/mol×1.3×10-4mol=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。
2×x+1×1.0×10-²x-
7.4
1000
=2×5.0×10-3 ×
100
1000