中和反応の問題

質問

「不純物を含む石灰石CaCO3　0.70ｇを塩酸に融解し、発生する二酸化炭素を0.10mol/lの水酸化バリウム水溶液60mlに通した。生じた沈殿を除き、残った水溶液を0.050mol/lの塩酸で中和滴定したところ、15mlを要した。元の石灰石中の炭酸カルシウムの純度を質量百分率で求めよ。」という問題です。

この問題をどう解き始めればいいのでしょうか？
なんだかうまくいきません。一方的な質問で申し訳ありませんが、教えていただけるとありがたいです。
よろしくお願いします

回答No.3

psa29 · ベストアンサー

石灰石中の炭酸カルシウムの純度を質量百分率で求めなければならないので、石灰石 0.70gの中に含まれているCaCo3の質量を求めなければなりません。
このような場合、モル計算が必要になることが多いですよね。
0.70ｇの石灰石中に何モルのCaCo3が含まれているかを求めれば、CaCO3の分子量をかけて質量を求めることが出来ます。
まず、最初の工程で塩酸によってCaCO3を分解し、CO2を発生させているのだと思います。
CO2はCO3が原料となって発生することから、CaCO3 1モルからCO2 1モルが生成することが分かりますよね。
つまり、発生したCO2のモル数を知ることが出来れば、その数値がCaCO3のモル数となり、そこからCaCO3の質量を求めて、初めのサンプルの質量である0.70ｇで割れば、純度が求まります。
（もちろん、100倍して％にしなければなりません。）
さて、発生したCO2のモル数をどのようにして求めればよいのでしょうか？
今回発生したCO2の全量と反応するよりも多い（過剰な）（しかし、全体のモル数はしっかりと分かっている。）水酸化バリウムを準備しておいて、反応物を除去後に、反応せずに残った量を調べることによって、反応した水酸化バリウムを調べようとした訳です。
水酸化バリウムにCO2を吹き込むと炭酸バリウムが沈殿します。
また、生じた炭酸バリウムのモル数と発生したCO2のモル数は同じ値となります。
炭酸バリウムの水への溶解度は2.2ｍｇ／100ｇ（18℃）とごく僅かなので、これは無視しているのだと思いますよ。
初めに準備した水酸化バリウムのモル数は分かりますか？
水酸化バリウムのモル濃度と準備した液量（体積）をかければよいですよね。（容積の単位を合わすことを忘れないでください。）
さて、未反応の水酸化バリウム量は塩酸で中和滴定をしています。
中和滴定に使われた塩酸のモル数（塩酸のモル濃度×滴下量）（容積の単位に注意）から残っている水酸化バリウムの量が分かります。
バリウムは2価のイオンなので２倍の塩酸量が必要ですから、中和に用いた塩酸のモル数の半分が水酸化バリウムのモル数となります。
全体の水酸化バリウムのモル数から未反応の水酸化バリウムのモル数を引き算すれば、CO2と反応した水酸化バリウムのモル数が計算できます。
それは、元の石灰石の中に含まれていたCaCO3のモル数になるわけですから、分子量を用いて質量が計算できます。

回答No.2

noname#160321

答えは＃１さんので良いと思います。こういうのを逆滴定といいます。酸なら既知量の過剰のアルカリで処理し残ったアルカリを濃度の判っている酸で滴定し、先に加えたアルカリの減っている分が最初の酸量です。ここで注目して頂きたいのはいつも滴定に使用している硫酸でなく塩酸で滴定している点、硫酸だと硫酸バリウムが沈殿して系が複雑になるからです。水酸化バリウムで出来た沈殿物を除くのは、これがあると塩酸を加えたとき二酸化炭素が生じてきてメチャメチャになるから。実際は沈殿を除いた後で滴定するのは大変、濾紙と沈殿を脱イオン水で徹底的に洗わねばならないから。

で、本題は謝罪、前回DcSonic様の「溶液の体積を求める」問題にバカな答案を出しまして…。（泣く）出来れば仕事を辞めたいが家族がいるので出来ない。御免なさい。ｍ(__)ｍ

お礼

>で、本題は謝罪、前回DcSonic様の「溶液の体積を求める」問題にバカな答案を出しまして…。

いえいえ、お答えいただきありがとうございました。
どうせ自分では解けなかったので。
doc_sundayさんには感謝してます。これからもよろしくお願いします

回答No.1

kittenandcat

これって、パズルなんですけどね。ヒント書きます。
まず、実験では、
石灰石と塩酸が反応しています。
　　　↓
化学反応式書いてください。
（発生する二酸化炭素って書いてあるから、生成物の中に、二酸化炭素が含まれているはずだね。）
　　　↓
　二酸化炭素を0.10mol/lの水酸化バリウム水溶液60mlに通した。
　　　　↓
二酸化炭素と、水酸化バリウムの化学反応式書いてください。（生じた沈殿を除き、って書いてあるから、生成物に沈殿物が生じます。）
　　　　↓
生じた沈殿を除く。
　　　　　↓
残った水溶液を0.050mol/lの塩酸で中和滴定したところ、15mlを要した。
　　　　　　↓
残った水溶液ってわかりますか？ヒント　中和滴定したところから判断する。
　　　　　↓
残った水溶液と塩酸との化学反応式を書く。

あとは、考えてみてください。

お礼

詳しく考える過程を書いていただきありがとうございます。これを元に考えてみます。
回答ありがとうございました