ＣＯ２の定量

質問

標準状態の空気１０リットルを、０．０５ｍｏｌ／ｌの水酸化バリウム水溶液２００ｍｌの中に通じた。このとき空気中に存在する二酸化炭素はすべて水酸化バリウムと反応し、炭酸バリウムの白色沈殿が生じた。この沈殿をろ過し、ろ液のうち２０ｍｌを０．１ｍｏｌ／ｌの塩酸で中和したところ１９．６ｍｌを要した。この空気中の二酸化炭素の量は体積百分率で何％か。有効数字２桁で答えよ。

Ｂａ（ＯＨ）２＋ＣＯ２→ＢａＣＯ３＋Ｈ２Ｏ
ＢａＣＯ３＋２ＨＣＬ→ＢａＣＬ＋ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ
反応式は立てられましたが、この後どうすればいいのか分かりません。詳しくお願いします。

回答No.2

kesexyoki · ベストアンサー

まず、反応式の時点で誤っています。
「ろ液」を「中和」しているので、炭酸バリウムは取り除かれており、
二本目の式は「Ba(OH)2+2HCl→Ba(Cl)2+2H2O」です。
中和というのは酸と塩基による反応して塩（えん）と水が生じる反応です。

水酸化バリウムは0.05×200÷1000＝0.01mol
塩酸は0.1×19.6÷1000＝1.96×10＾（-3）mol
よって二本目の式より中和で使われた水酸化バリウムの物質量は塩酸の半分の物質量なので、0．98×10＾（-3）mol（実際の表記は9.8×10＾（-4）がよいが・・・）
ろ液20mlなので、0.98×10＾（-3）×1000÷20＝0.049mol/l
ろ液は全部で200mlなので、ろ液中の水酸化バリウムの物質量は
0.049×200÷1000＝9.8×10＾（-3）mol
よって第一式で使われた水酸化バリウムの物質量は
0.01－9.8×10＾（-3）＝2.0×10＾（-4）mol

標準状態なので、0℃＝273Ｋ、1atmですので、気体の状態方程式より
二酸化炭素の体積ｖ＝2.0×10＾（-4）mol×0.082×273K÷1atm
但し、気体定数を0.082で習っているものとしています。
ｖ＝44.442×10＾（-4）
よってこれを10（ℓ）で割って、有効数字2桁で四捨五入すれば、
答えは0.044％でしょうか？
計算ミス等あるかもしれないので、もう一度計算して欲しいと思います。

にしても、なんでまた数学カテで化学の質問を・・・

お礼

分かりやすい解説をありがとうございました！
化学で質問するつもりが、間違えて数学でしてしまいました。
すみませんでした。

回答No.1

htms42

これは化学のカテに出す質問です。
計算が出てくるから数学だと考えたのでしたら化学はあまり分かっていないだろうなと思います。

反応式が違っています。

内容は３段階になっています。
（１）標準状態の空気１０リットルを、０．０５ｍｏｌ／ｌの水酸化バリウム水溶液２００ｍｌの中に通じた。
（２）このとき空気中に存在する二酸化炭素はすべて水酸化バリウムと反応し、炭酸バリウムの白色沈殿が生じた。
（３）この沈殿をろ過し、ろ液のうち２０ｍｌを０．１ｍｏｌ／ｌの塩酸で中和したところ１９．６ｍｌを要した。

空気中の２酸化炭素の量が知りたいのです。どういう原理でＣＯ２の量を決めようとしているのかがまず分からなくてはいけません。

（１）で空気の量、水酸化バリウムの量が示されています。
（２）空気に含まれている二酸化炭素を全て水酸化バリウムと反応させました。二酸化炭素は炭酸バリウムの形で沈殿し取り除かれています。
このとき初めにあった水酸化バリウムはどうなっているでしょうか。
（３）塩酸は「沈殿を取り除いたろ液と反応させた」と書いてあります。貴方の書いた反応式の２つ目はろ液に含まれている物質との反応ではありません。沈殿との反応です。
ろ液に含まれている物質は何でしょうか。
これが分かれば操作の意味、問題の意味が分かります。
考えてください。

いくらか進んだけれどやはりわからないということであれば化学のカテに質問を出すといいでしょう。

ＨＣＬ　は間違いです。ＨＣｌ　です。

お礼

とても分かりやすかったです！
化学でするはずの質問を間違えて数学でしてしまいました。
すみませんでした。
あと、ＨＣｌの訂正もありがとうございました。