中和についての問題

質問

タイトル記載の通りですが、中和に関連する問題について勉強中です

問題集片手に教本を読んでも、公式をどのように使えばよいのかもさっぱりわからず困っています
（ネットも確認したんですが、あまり理解できませんでした）
問題を以下に記載しましたので、よろしければ解法等（この公式があるからこうなる等）をご教授願えれば幸いです

≪問題≫
　純硝酸（HNO3）として126ｋｇを含むものを中和する為に使用する、1袋25kgの炭酸ナトリウム（Na2CO3）の最低必要数として、次のうち正しいものはどれか。
　ただし、原子量はH=1、C=12、N＝14、O=16、Na＝23
　　１：３袋　２：４袋　３：５袋　４：６袋　５：９袋　
　　→答え　5袋

以上、よろしくお願いします

回答No.2

hayasitti · ベストアンサー

中和反応計算なので、公式っていう一様に当てはまるものはないですね。
酸とアルカリで物質量が釣り合うように考えます。

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１）まず、硝酸と炭酸ナトリウムの中和反応の反応式を書けましたか？
2 HNO3 + Na2CO3 → 2 NaNO3 + H2O + CO2↑
この式から硝酸２molで炭酸ナトリウム１molが中和できることが分かりますか？

２）では硝酸126kgは何molになるのでしょう？
硝酸の分子量は
HNO3 → H + N + O*3 = 1 + 14 + 16*3 = 63[g/mol] = 63[kg/kmol]
したがって 126[kg] / 63[kg/kmol] = 2[kmol]
（※問題がkgになっているので、molも1000倍のkmolとした方が桁が少なくなって途中計算しやすいでしょう。）

硝酸は2kmolですから、化学式から炭酸ナトリウムは1kmol必要ですね。

３）では1kmolの炭酸ナトリウムは何kgか。
炭酸ナトリウムの分子量は
Na2CO3 → Na*2 + C + O*3 = 23*2 + 12 + 16*3 = 106[g/mol] = 106[kg/kmol]
したがって 1[kmol] * 106[kg/kmol] = 106[kg]

つまり、炭酸ナトリウムは106[kg]必要になります。

４）あとは簡単、炭酸ナトリウムは1袋は25kgですから
106[kg] / 25[kg/袋] = 4.24[袋]

なので、最低5袋必要になります。
（こういう問題におけるうっかりミスですけど、4袋だと×、0.24袋分足りないので中和しきれません。）
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中和反応の反応式が分かれば、あとは四則演算の領域です。

以上、いかがですか。

※
演習として、この問題の炭酸ナトリウムが水酸化ナトリウム（NaOH）になった時を考えてみてはいかがですか。
答えは4袋になりますよ。（3.2袋必要）

お礼

反応式から、考えるというのは想像もつきませんでした
→中和反応の反応式をかけるように勉強したいと思います

私の問題集及び、それを補足する参考書では、ncv/1000=n´c´v´/1000の事についてのみ記載されており、単位も違うし（mlの場合の計算であり）計算できず困っていましたが、今回のご回答で、一部を除き理解できました
本当にありがとうございました

回答No.1

NiPdPt

参考書などに書かれている公式なるものを覚えても無意味です。応用の利かない学生を育てるだけです。

要するに物質量（モル数）を比較するだけです。
反応式を書けば両者が２：１の物質量比で反応することがわかるはずです。それがわからないなら酸塩基反応の基礎を勉強して下さい。
だとすれば、硝酸126kgが何モルかを計算し、その半分の物質量の炭酸ナトリウムの物質量を計算し、それに炭酸ナトリウムの物質量をかければ必要量が計算できます。それを25 kgで割れば何袋かわかります。

お礼

ご回答ありがとうございます
参考書のみが頼りの為、どうしても公式と関連付けようとしていました

考え方をご教授いただきありがとうございます
今回の問題に対するヒントになりました