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化学の質問。2003年東京工大の問題です。

化学の質問です。 「水酸化ナトリウムと水酸化バリウムの混合水溶液Aに、0.100mol/Lの硫酸を40.0mL加えてからろ過すると、0.699gの白色沈殿が得られた。ろ液を中和するのに、0.100mol/Lの塩酸60.0mLを要した。混合水溶液A中のNaプラスとBa2プラスの物質量の比はいくらか。原子量はH=1, O=16, Na=23, S=32, Cl=35.5, Ba=137 とする。」 という問題で、解答は「Naプラス:Ba2プラス=8:3」なのですが、解説中に書かれていた、 「SO4・2マイナスが十分量であればBaSO4はBa(OH)2と等モル生じる。Ba(OH)2のmol=699/233=3.0×10^-3molだとすると、全SO4・2マイナス=4.0×10^-3molより、十分量であるので、Ba(OH)2のmol=3.0×10^-3molである。」 という部分がよく分かりません。NaOHについては考える必要はないのでしょうか?混合水溶液なので、中和反応が片方ずつ起こると考えるのは間違いじゃないんでしょうか?よく分かりませんが、一価と二価の強塩基の混合水溶液の中和を考える場合は、先に二価だけに中和反応が起こると考えるのが正しいのでしょうか? いろいろ書き方が雑だと思いますが、回答をよろしくお願いします。

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  • 化学
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  • 回答No.1
  • gohtraw
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硫酸バリウムというのは、非常に水に溶けにくい塩です。やや定量的に言うと、この問題の系において バリウムイオン濃度と硫酸イオン濃度の積は非常に小さな値になります。この値を溶解度積といいます。 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%BA%B6%E8%A7%A3%E5%BA%A6%E7%A9%8D 水酸化物イオンと水素イオンの反応という観点でみた場合、水酸化物イオンが水酸化ナトリウム由来なのか水酸化バリウム由来なのかという区別は出来ず、その意味で中和反応が片方ずつ起きると考えるのは間違いだと言えます。 一方、金属イオンに着目した場合、バリウムイオンは添加された硫酸イオンと難溶性の塩を作って沈澱します。一方ナトリウムイオンは難溶性の塩を作らないので、最後まで溶液中に留まります。バリウムイオンが優先的に消費されて沈澱していくのはこのためです。

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質問者からのお礼

とても参考になりました。 ありがとうございました!

質問者からの補足

回答ありがとうございます。 なるほど、水酸化物イオンはどちらから生じたものなのかは区別できないんですね!中和反応が片方ずつ起こるのが間違いだというのはよく分かりました。 合ってるか確認したいのですが、 加えた硫酸から生じた硫酸イオンが混合液中で電離していたバリウムイオンと反応して塩を作り沈殿する。 ナトリウムイオンと硫酸イオンは反応して硫酸ナトリウムとなるが、水に可溶なので再び電離し、結果的には硫酸イオンは、まずバリウムイオンと優先的に反応して沈殿していく。だから、解説文はバリウムイオンにしか述べていなかった。この問題で着目するのは水酸化物イオンと水素イオンの方ではなく、バリウムイオンと硫酸イオンの方である。(バリウムイオンの量が判れば水酸化バリウムがどれだけあったか分かるから。)で、結果的に硫酸イオンはバリウムイオンより多く存在したので、混合溶液中の水酸化バリウムは全て消費されたと言える。 ということでしょうか?ダラダラと書いて申し訳ありません。よろしかったらまた返信をお願いします。

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