濃度の問題（計算式ではないですが・・・）

質問

変な質問で申し訳ないのですが・・・

300mlビーカーに1mol/ｌのNaClが200ml入っていたとして、この溶液中のNa+、Cl-を１億個以下にするにはどのくらい洗ったらよいのでしょうか？

課題が出たんですが全然意味が分かりません・・・。
そもそも1mol/ｌのNaCl200mlの中にはイオンがどのくらい含まれているのでしょうか？？

例えば、一旦ビーカー内の200mlのNaClを全て捨ててしまい、その後再びビーカーに300mlの蒸留水を入れる。という操作を繰り返した場合おおよそ何回目程度でイオンは一億個以下になるのでしょうか？
又は、普通に食器洗剤などを使ってスポンジでゴシゴシ洗った場合、残留イオン数はどの程度と考えられますか？

問題が問題ですのできちんとした計算式をたてろと、出題者の方も言っているわけではないと思うのですが、なにしろ本当にどうやって答えればいいのか分からず困っています。

非常に分かりにくい上に答えようのない質問だということは分かっているのですが…。答えではなく、アドバイスでもいいのでどなたか少しでも意味の分かる方助けて下さい！

回答No.2

naomi2002 · ベストアンサー

問題文を、見ないとわからないのですが。。。

ビーカーを逆さにして液を捨てても、完全になくなるわけではなくて、どうしても少しは液が残りますよね。

ビーカーを逆さにして液を捨てても、わずかな量が残る
それに水を加える（つまり稀釈する）
また液を捨てる。わずかな量が残る。
それをまた水で稀釈する
・・・・・・・・・

という操作を繰り返しをしたとき、どのくらい稀釈されるか、という意味の問題ではないかと想像しています。
問題のどこかに、ビーカーを逆さにしたとき残る液の量が書いてないでしょうか。
仮にその量を1mlとすれば、これを
100mlの水で洗ったら、1/100に稀釈されます。
同じ100mlで2回洗ったら、1/10000に稀釈されます。
また200mlで洗えば、1/200に稀釈されます。

というように、「洗う」というのを、「稀釈する」というのと同じ意味と考えてよいのではないでしょうか。

「スポンジでゴシゴシ」というのは、この問題の場合考えなくてもよいような気がします。
もしゴシゴシやった場合について答えるとしたら、一回の洗浄でどれくらい残留するかが問題文の中に与えられていなかったら、無理です。
あるいは実験してみて実際にはかってみることもできますが、洗い方によって、バラバラな数字になると思います。

というわけで、この問題で「洗う」とは、

逆さにしてわずかに残った液に水を加えて、ガシャガシャかき混ぜる。
逆さにして液を捨てる

という操作を意味していると考えて良いかと思いますが。。。

自信なしです。

お礼

大変分かりやすい説明をしてくださってありがとうございます。希釈倍率の説明が大変分かりやすくとても参考になりました。
洗うは希釈の意味と取っていいのですね♪
一体どういう意図でこの問題を作ったんだろう・・・（汗）と感じていましたので、やっと「納得」といった感じです。
ご回答ほんとうにありがとうございました。

回答No.3

connoisseur

問題の全容が分かりませんのでなんともいえませんが、要するに洗えっていわれても、いろんな洗い方があるので、計算などできないと。
とすれば、条件を特定して、それぞれの条件のもとで計算するしかないのでは。

しかしこの問題の設定からすると、このビーカーに水を注ぎ足していくのではないでしょうか。溢れてもひたすら注ぎ足していくと、どれだけの水を注いだ時点で規定量を下回るかというような。

お礼

口頭で言われた問題なので、このような問題文の書き方になってしまい、大変分かりにくかったと思います。
実は自分でも問題の意味が分かりません・・・（汗）
同じ課題を与えられた友人に聞いてもみんな「どのような意味か分からない」ということなので・・・。
溶液を捨てず注ぎ足していく方法での意味だったのかもしれません。どちらの意味で問われたのか分かりませんのでとりあえず両方の答えを考えてみたいと思います。
ご回答本当にありがとうございました。

回答No.1

dora1

「問題」ということですので，アドバイスだけです．

１．モル濃度と体積のわかっている液体に，どのぐらいの数の分子が含まれているか？

モル濃度の定義を思い出してみてください．もともとモルとは，分子の数ですね．1モル／リットルとは，1リットル中に，その分子が，1モル個（ホントはこんな言い方はしませんけど）だけ含まれている，ということです．1モル個というのは，1「アボガドロ数」個ですね．この辺は，モル，アボガドロ数などで検索するか，教科書で基礎知識を補強してください．

２．どのぐらい洗うか？

おそらく，分子（イオン）の拡散の速度，ガラスへの浸透，付着の有無，洗うのに使った蒸留水中に含まれている分子（イオン）の量などを無視したときの事を考えればよいのではないでしょうか?
そうすると，「溶液を洗い流す」ことの本質は，「溶液を蒸留水で薄める」ことになります．なぜ，薄めることを考えないといけないかというと，ビーカー内の溶液を全部捨てることは無理だからです（必ず，ビーカーの内壁に溶液がついて残ります）．つまり，ビーカーを傾けて，液体を「すべて」捨てたときに，何ミリリットル液体が壁に残っているか？を仮定すれば，そこに蒸留水を入れて再び一杯にすれば，溶液の濃度が，捨てる前の何十分の1か何百分の1かになるわけで，その濃度を計算できますね．これを何回繰り返せば，分子の数を指定の数以下にできるか？ということかと思います．
もしそうなら，スポンジでガラスの壁からこすったりすることは気にしないでよいでしょう．

お礼

詳しく説明していただきありがとうございます。
化学が全然分からなくてアボガドロの定義などすっかり忘れていたのでとても助かりました。
ご意見を参考にしていろいろ答えを考えてみようと思います。ご回答本当にありがとうございました。