タンパク質の含有量は？

質問

勉強不足だと思いますが、全然わからなくて困ってます。どうかわかる方教えて下さい！！！

(1)タンパク質に含まれる窒素量は、タンパク質の種類に関係なくほぼ一定である。そこで、タンパク質を含む食品10gに含まれる窒素をすべてアンモニアガスとして0.25mol/リットルの硫酸20mlに吸収させ、未反応の硫酸を0.050mol/リットルの水酸化ナトリウム水溶液を用いて中和適定したところ、50mlを要した。この食品中にはタンパク質以外に窒素を含む成分は含有されていないものとし、タンパク質に含まれる窒素量を16％として、この食品中のタンパク質の含有率（％）を求めよ。

(2)５ppmのｃｄ2+（原子量１１２）を含む溶液10リットルから電解析出によって、ｃｄ2+を完全に取り除くには、計算上０．５Ａで何分電解すればよいか。ただし、電解効率は100％とする。

(3)Ａｕ（原子量１９７）とＣｕ（原子量６３．５）からなる合金について、Ａｕの原子分率が０．７の合金９０ｇを作るために必要なＡｕの質量（ｇ）を求めよ。

(4)尿素〔(NH2)2CO〕は２５℃において定圧生成熱３３３KJ/mol（発熱）、生成反応のエントロピー変化は－４５６J/mol・Kである。尿素の生成自由エネルギー変化（KJ/mol）を求めよ。

(5)チタンとニッケルからなる形状記憶合金は化学式TiNiで表せる。この合金100gには何グラムのチタンが含まれるか。但し、原子量はTi47.9　Ni58.7とする。

、、、とこのようにたくさんの質問を読んでくださりありがとうございます。これらを教えて下さいというのもとても気が引けてしまうのですが、何時間も自分で考えてみても時間が経っていくばかりで、、、どうか私のお力になって下さい！！！

以上

回答No.3

rei00 · ベストアンサー

rei00 です。お礼拝見しました。

> 電子は２mol必要というのはわかり、
　これは Cd2+ 1 [mol] についての話ですね。5 ppm の Cd2+ 10 [L] では異なると思いますが。

> 電子１個のもつ電気量は1.6＊10＾-19〔c〕ですよね。
> それと関係があるのでしょうか。
　そうです。1 [A] の電流とは 1 [s] 間に何 [C] の電気量が流れる事でしょうか。これをモルで示したのが，先の回答に書いた『1 [A] の電流は１秒間に 6 x 10^18 個 = 1 x 10^(-5) [mol] の電子が流れる』です。後は 0.5 [A] でＸ分間電流を流せば何モルの電子が流れるかをＸで表し，必要な電子量に等しいとおけば式が得られますね。

　頑張って下さい。

お礼

こんばんは。夜もふけてこんな時間になってしまいました。
でも、ど～しても考えがわいてきません。
どうやら私はrei00さんの最初のコメント部分

＊溶液 10 [l] 中のカドミウムが何モルかは求まりますね。

が、わかっていなかったのです。
問題文には密度の数値もないので、体積×密度×ppmという式から
cdの含有量をだそうと思ったのですが、、、
これは無理です。
なので、もう少しrei00さんの説明がいただけたらと思います。
どうぞよろしくお願いします。
rei00さんの「頑張って下さい」という言葉を励みに頑張ったのですが
give up状態です。

回答No.4

rei00

rei00 です。

> 体積×密度×ppmという式からcdの含有量をだそうと

　濃度（ppm）の意味はおわかりでしょうか。一定量の溶液に含まれる溶質の割合を表わしています。この時，溶質が液体の場合は「溶質の体積 [ml]／溶液の体積 [ml]」を意味し，溶質が固体の場合は「溶質の質量 [g]／溶液の体積 [ml]」を意味します。

　今の場合「5 ppm」ですから，Cd2+ の濃度は 5x10^(-6) [g]/1 [ml] です。後はわかりますよね。

　後，忘れていましたが，「エントロピーの関係式に値を代入する場合、その物質が今回は尿素でしたが例えば水（H2O）などに変わっても考え方は全く同じで数値を代入するだけでいいのですよね」については，その通りです。

回答No.2

rei00

rei00 です。先の回答にミスがありましたので，訂正いたします。

【１】の最後の所の「この残りの硫酸を中和するのに，0.050 [mol/l] の水酸化ナトリウム水溶液 50 [ml] が必要だったわけですから，（２）式に基づいて　0.25 x 20/1000 - (1/2)・(X/10)・(16/100)/14 = 0.050 x 50/1000　です。」の等式ですが，H2SO4 1 [mol] と NaOH 2 [mol] が反応しますから，「0.25 x 20/1000 - (1/2)・(X/10)・(16/100)/14 = (0.050 x 50/1000)/2」でないとダメです。

　他にもミスがあるかも知れませんので，ご自分でシッカリ考えて下さい。

お礼

どうもありがとうございました。rei00さんからのヒントをみながらいろいろ考えてやってみました。どうにかほとんど理解できることができましたが、どうしても(2)のカドミウムの問題がわかりません。電子は２mol必要というのはわかり、その後がどうも？です。電子１個のもつ電気量は1.6＊10＾-19〔c〕ですよね。それと関係があるのでしょうか。
(4)に関してもうひとつお聞きしたいことがあります。
エントロピーの関係式に値を代入する場合、その物質が今回は尿素でしたが例えば水（H2O）などに変わっても考え方は全く同じで数値を代入するだけでいいのですよね。
またしょうもないことを聞いてしまってすいません、、、
どうぞよろしくお願いいたします。

回答No.1

rei00

ご自分で解かないと力になりませんが，「何時間も自分で考えてみて」と言う言葉を信用してヒントだけ。

【１】
　ここで出てくる反応は，アンモニアと硫酸の反応，硫酸と水酸化ナトリウムの反応の２つです。それぞれの反応式は次の様になります。

　2NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4　　（１）
　H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O　（２）

　求めるタンパク質含有率をｘとすると，食品 10 [g] 中のタンパク質は　10X/100 = X/10 [g]　です。タンパク質中の窒素量が 16% ですから，タンパク質 X/10 [g] 中の窒素は　(X/10)・(16/100) [g]　となり，これは　(X/10)・(16/100)/14 [mol]　です（14 は窒素の原子量）。

　したがって，この食品 10 [g] からはアンモニアガスが　(X/10)・(16/100)/14 [mol]　でき，硫酸と反応します。（１）式から (X/10)・(16/100)/14 [mol] のアンモニアガスは (1/2)・(X/10)・(16/100)/14 [mol] の硫酸と反応します。0.25 [mol/l] の硫酸 20 [ml] 中には硫酸が　0.25 x 20/1000 [mol]　存在しますから，アンモニアガスを吸収させた時点での残った硫酸は　0.25 x 20/1000 - (1/2)・(X/10)・(16/100)/14 [mol]　です。

　この残りの硫酸を中和するのに，0.050 [mol/l] の水酸化ナトリウム水溶液 50 [ml] が必要だったわけですから，（２）式に基づいて　0.25 x 20/1000 - (1/2)・(X/10)・(16/100)/14 = 0.050 x 50/1000　です。後はこれを解いてやれば，ｘが求まります。

【２】
　溶液 10 [l] 中のカドミウムが何モルかは求まりますね。カドミウムを取り除く反応は，Cd2+ + 2e- → Cd　です。この関係から，電子何モル必要かが求まりますね。後は，1 [A] の電流は１秒間に 6 x 10^18 個 = 1 x 10^(-5) [mol] の電子が流れる事を考えれば，わかると思います。

【３】
　必要な Au の質量を X [g] とすると，Au は X/197 [mol] で，これが 0.7 だから Cu は (X/197)・(0.3/0.7)・(63.5) [g] となる。この Au と Cu の質量の合計を作る合金の質量に等しいとすれば等式が出来，X が求まります。

【４】
　物理化学の教科書で，自由エネルギ－変化とエントロピ－やエンタルピ－の関係をお調べ下さい。関係式が出ているはずですので，値を代入するだけです。

【５】
　チタン X [g] とすると，これは X/47.9 [mol]。合金の化学式（TiNi）から，ニッケルは (X/47.9)・(58.7) [g] となる。合計が 100 [g] から得られる式を解けば求まります。

　このような問題を考える時には，ここの分子や原子についてモルの関係をキチンと考えていけば取っ掛かりが掴めるはずです。後は書かれている条件を式に表して，方程式を解けば解が求まります。

お礼

今日中にはご回答がなくても自分の不勉強ゆえ、しかたがないと思っていたもののこのように早い回答を頂きありがとうございました。たった今ご回答がきているのを見たのですぐにお礼を伝えたくこうして書いております。この後じっくりと、いただいたヒントをもとに考えてみます。また何か質問がでてきましたらどうぞよろしくお願いします。貴重なお時間をどうもありがとうございした。お陰様でちょっと（ではまずいですね、、）やる気がでてきました。