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高校化学の問題です。

98%(重量パーセント)の濃硫酸(比重1.84)を水で薄めて0.50mol/lの 希硫酸5lを作った。 問:0.50mol/lの希硫酸5lを作るために要した濃硫酸は何mlか? 答:135.8ml 問:安息香酸はベンゼン溶液中で二量体(二分子の安息香酸が水素結合により 結合したもの)になりやすい。20.0gのベンゼンに0.300gの安息香酸を 溶かした溶液は0.326Kの凝固点降下を示す。この溶液中で何%の 安息香酸が二量体となっているか。ただし、ベンゼンのモル凝固点効果は 5.07Kである。 答:95.3% の二つです。二個目の答えには会合度とかいうのが使われていて さっぱりわかりません。 分子量も使わないやり方を教えてください。

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既にヒントが出ていますが・・・ > 98%(重量パーセント)の濃硫酸(比重1.84)を水で薄めて > 0.50mol/l の希硫酸5lを作った。 > 問:0.50mol/lの希硫酸5lを作るために要した濃硫酸は何mlか?  こういった場合は,取りあえず求める値(今の場合は「必要な濃硫酸の量」)を X [ml] と置きましょう。そして操作(今の場合は「希釈」)の前後で変化しないものに関して等式を立てます。  「希釈」操作の場合は,前後で溶質の量(濃度ではありませんよ。質量やモル数です)が変化しませんから,溶質の量に関して等式を立てます。  希釈前の濃硫酸 X [ml] の質量は,比重 1.84 ですから, 1.84・X [g] です。で,そのうち 98% が硫酸ですから,硫酸は 1.84・X・0.98 [g] です。  一方,希釈後は 0.50 [mol/l] で 5 [l] ですから,硫酸は 0.50・5 [mol] です。  ここで,希釈前が g 単位で,希釈後が mol 単位ですから,両者を繋ぐにはモル質量(1モルが何グラムか。つまり,分子量)が必要になります。  質量/分子量 = モル数 ですから,上記の硫酸の質量とモル数,それにモル質量(分子量)を用いれば等式が得られます。それを解けば必要な濃硫酸の量が求まります。 > 問:安息香酸はベンゼン溶液中で二量体(二分子の安息 > 香酸が水素結合により結合したもの)になりやすい。 > 20.0gのベンゼンに0.300gの安息香酸を溶かした溶液は > 0.326Kの凝固点降下を示す。この溶液中で何%の > 安息香酸が二量体となっているか。  この場合も,取りあえず求める値(何%の安息香酸が二量体となっているか)を X [%] と置きます。  0.300 [g] の安息香酸は 0.300/M [mol] です(M は安息香酸の分子量)。このうち X [%] が2量体になっているとすると全粒子の数は,1量体の安息香酸の数 (0.300/M)・(100-X)/100 [mol] と2量体の安息香酸の数の半分 (0.300/M)・X/(2・100) [mol] の合計になります。  つまり,0.300・(200-X)/(200・M) [mol] です。  これがベンゼン 20.0 [g] に溶けていますから,ベンゼン 1 [kg] には, [0.300・(200-x)/(200・M)] ・(1000/20) [mol] 溶けている事になります。  何かの粒子 1 [mol] がベンゼン 1 [kg] に溶けている時の凝固点降下が「モル凝固点降下」であり,5.07 [K] ですから,上記の量であれば,  [0.300・(200-x)/(200・M)] ・(1000/20)・5.07 [K] の凝固点降下が起きることになります。これが,0.326 [K] ですから,等式が得られますね。  これらでもわかる様に,化学の問題を考える時には,分子や原子に基づいて考える事が重要であり,問題を考える基本になります。したがって,『分子量も使わないやり方』は不可能です。

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まず98%濃硫酸に含まれている硫酸のモル濃度を求めます。そして目的とする希硫酸を調製するのに必要な硫酸のモル数を求めます。あとは簡単ですね? 「二量体」というのは、本来二つの分子が何らかの力によってくっついて、一分子として振舞っている状態を指します。ですからこの問題では、凝固点降下から溶液中の分子の「見かけ上の」モル数を算出し、最初に加えた安息香酸のモル数とのズレから二量体の物質量を求め、この二量体のモル数を最初に加えた安息香酸のモル数で割ったものが会合度(=何%の安息香酸が二量体となっているか。)になります。

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