中和 純度計算

質問

NaOH 2.00gを水１Lにとかし30mLを

H2SO4 0.06mol/Lで中和するのに11.5mL要した

このNaOHの純度を考えたい

水酸化ナトリウム水溶液の濃度をx[mol/L]として

1*x*30=2*0.06*11.5⇔x=0.046[mol/L]

ここまではいいんですが次の

この水溶液１Lには0.046*40（水酸化ナトリウムの物質量）=1.84g

よって1.84/2.00=0.92 92%

最後の純度計算はいいですが1.84という数字は何を意味してるんですか？

実際に用いた水溶液は30mLですし最初の2gも全部使っているわけでもなし

なぜ１L中の1.84を2.00で割ればいいんですか？

回答No.5

genshisyounen · ベストアンサー

>最初の水1LにNaOHを2.00gを溶かした水溶液は
>2.00[g/L]ではないと思います
いいえ、「最初の水1LにNaOHを2.00gを溶かした水溶液」は2.00[g/L]です。ただし、この濃度は不純物を含むNaOHの濃度ですが。
混乱している原因は、「最初の水1LにNaOHを2.00gを溶かした水溶液の容積は、NaOHを溶かした分だけ増えているので1Lではない」と考えているからではないでしょうか。
物質を水に溶かした場合、物質は水分子の構造の隙間に入り込むので、その容積変化は無視できるレベルです。
ですから、水1LにNaOH2.00gを溶かした水溶液の容積は1Lと考えて差し支えありません。

お礼

補足でもうまく説明できませんでしたが
混乱してる原因はまさにこれです
すっきりしました
他のかたもありがとうございました

回答No.6

genshisyounen

何度もすみません。
No.5で「物質を水に溶かした場合、物質は水分子の構造の隙間に入り込むので、その容積変化は無視できるレベルです。」と書きましたが、この件について調べたところ、色々と難しい問題があり、一概には言えないようなので取り消します（このケースでは無視できると思いますが）。
質問された問題に関しては、最初の1Lというのは水溶液として1Lという意味です。
問題文の最初のところを、下記のように直した方が誤解がないと思います。
「NaOH 2.00gを水１Lにとかし30mLを」
↓
「不純物を含むNaOH 2.00gを水に溶かして１Lとし、そのうちの30mLを」

回答No.4

malaytrace

>0.046[mol/L]*40[g/mol]=1.84[g/L]
>これは水溶液1L中に1.84g入っているというのはわかりますが
>最初の水1LにNaOHを2.00gを溶かした水溶液は
>2.00[g/L]ではないと思います

そうですね。水酸化ナトリウム水溶液としては1.84[g/L]です。

>NaOH 2.00gを水１Lにとかし30mLを

問題文としては「不純なNaOH2.00gを～」としてほしい所ですね。

>>１L中に溶かしたNaOHの質量（不純物を含む質量）で割ることによって、純度を計算しているのです。
>この1Lは水だけですか？それとも水溶液全体ですか？

水溶液全体ですね。「１L中に溶かした」ではなく、「水溶液1L中に溶けている」と書くべき所でしょう。

挙げられている手順では、（不純な物質に含まれている）純物質の質量／不純な物質の質量×100　で純度を求めています。

最初から純度をX％とおいて、

1価×[｛(2.0[g]×X％／100)[g]／(40[g/mol])｝[mol]／1L][mol/L]×30[mL]＝2価×0.06[mol/L]×11.5[mL]

※2.0[g]×X％／100＝純粋なNaOHの質量[g]
※(2.0[g]×X％／100／(40[g/mol])＝純粋なNaOHの物質量[mol]
※｛(2.0[g]×X％／100)[g]／(40[g/mol])／1L]＝NaOH水溶液としてのモル濃度[mol/L]

と式をたててしまった方が理解しやすい気がします。

回答No.3

genshisyounen

何度もすみません。
１行目を下記のとおりに訂正します。

（訂正前）
1.84という数字は、中和した水酸化ナトリウム水溶液の１L当たりの質量（不純物を含まない質量）[g/L]です。
（訂正後）
1.84という数字は、中和した水酸化ナトリウム水溶液の１L当たりのNaOHの質量（不純物を含まない質量）[g/L]です。

補足

回答ありがとうございます
0.046[mol/L]*40[g/mol]=1.84[g/L]
これは水溶液1L中に1.84g入っているというのはわかりますが
最初の水1LにNaOHを2.00gを溶かした水溶液は
2.00[g/L]ではないと思います
>１L中に溶かしたNaOHの質量（不純物を含む質量）で割ることによって、純度を計算しているのです。
この1Lは水だけですか？それとも水溶液全体ですか？
考えたらますます分からなくなってきました

回答No.2

genshisyounen

すみません。訂正します。私も混乱していました。

1.84という数字は、中和した水酸化ナトリウム水溶液の１L当たりの質量（不純物を含まない質量）[g/L]です。
xの単位が[mol/L]であることに注意してください。

途中の式の1*x*30=2*0.06*11.5は、
中和したことから、左辺NaOHの量、右辺H2SO4の量が釣り合っていることを示しており、単位は[ミリmol]です。
ここで使われているxは濃度[mol/L]なので、xにNaOH１mol当たりの質量をかけ、その値（不純物を含まない質量）を、実際に１L中に溶かしたNaOHの質量（不純物を含む質量）で割ることによって、純度を計算しているのです。

回答No.1

genshisyounen

混乱していますね。
1.84という数字は、中和した水酸化ナトリウム水溶液の濃度（不純物を含まないNaOH濃度）[mol/L]です。
単位が[mol/L]であることに注意してください。
単位が[mol/L]なので、１Lに溶かしたNaOH 2.00g（不純物を含む質量）と比較するのです。

途中の式の1*x*30=2*0.06*11.5は、
中和したことから、左辺NaOHの量、右辺H2SO4の量が釣り合っていることを示しており、単位は[ミリmol]です。
ここで使われているxは濃度[mol/L]なので、xにNaOH１mol当たりの質量をかけ、その値（不純物を含まない質量）を、実際に１L中に溶かしたNaOHの質量（不純物を含む質量）で割ることによって、純度を計算しているのです。