受験基礎化学 18.溶液の濃度

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溶液

 

Kp.89-1

 

イオンは水分子に取り囲まれている

   → 水和

 

例えば食塩水で説明すると、食塩水全体が溶液、この場合は溶媒が水なので特に水溶液と呼ぶ。

で、たくさんある方、つまり溶かしている媒体を溶媒、溶けている物質を溶質という。

 

さらには物質が溶けるときには、通常、物質が+か−に帯電していて、+の場合は水分子で−電荷を帯びている酸素(O)により取り囲まれて安定化し、−の場合は水分子の+の電荷を帯びている水素(H)によって取り囲まれて安定化する。

これを水和という。

通常、水に溶けてるっていう現象は、その物質が水和されたってことだ。

 

 

 

濃度

 

濃度…質量パーセント濃度 [%] 

 溶液の質量に対する溶質の質量の割合

 

Kp.90-1

 

 

】食塩20gと水100gを合わせた食塩水中の食塩の質量パーセント濃度を求めよ。

 

溶液は全量であるために100+20=120g。

Kp.90-2

 

モル濃度 [mol/L]

 溶液1L 中の溶質の物質量

(つまり、全体が1Lの中に何molの物質が溶けているのかをあらわす。)

 

】NaCl 0.2molが溶けている水溶液が0.5 Lあるときのモル濃度はいくらか?

 

0.5 L中に0.2mol溶けているわけであるから、1L 中にはその2倍溶けることになる。

Kp.90-3

 

化学で使う代表的な濃度はモル濃度だ。

日常でよく使われる質量パーセント濃度とともに説明してみよう。

じゃあ、質量パーセント濃度からね。

 

例えば、僕の体重が50Kgとする(もちろん、そんなに軽いはずはない)。

で、そのうち、脂肪が20Kgだとする。

すると体脂肪率はいくらになるか計算できるだろう。

全体の脂肪/全体の質量(つまり体重)=20/50=0.4

1が100%なのだから、0.4は40%。

つまり体脂肪率は40%なのだ。

同じことが溶液にも言えて、20gの塩を100gの水の中に入れれば、合計は120gになる。

したがって、塩の質量パーセント濃度は20/120で16.7%になる。

 

モル濃度は、全体を1L としたときに、(とにかくこの全体が1Lってのが重要で、溶質もあわせた体積だ。全部の体積ね。)

その中に何molの溶質があるかを表したのが、モル濃度。

例えば、0.5 L中に0.2molの食塩が溶けてるとする。

これのモル濃度を求めよ。

っていわれたら、とにかく同じ濃度で1L だったら、溶質が何molあるかってのを考えるわけ。

例えば、0.5Lと1Lをくらべたら、1Lの方が多いよね。

どれくらい多いかって言うと1/0.5で2倍だよね。

だから1L 中に溶けてる溶質も2倍になるわけ。

で、0.4mol/ Lだということがわかる。

 

 

 

濃度の計算

 

】NaOH が1 mol/Lの溶液を1L 作れ。

 

1 L中に1mol あればよいから、

(NaOH の式量40)

 NaOH を40 g 入れ、あと水を加えて1 L  になるようにする。

 

Kp.92-1

あとから水で1 Lにしなければ、全体で1 L とすることができないので注意!

 

 

Kp.92-2

 

 

】NaOH が0.5 mol/Lの溶液を200mL 作れ。

 

Kp.92-3

 

     ニューグローバル問題57

 

 

モル濃度を基準にした水溶液を作るのに重要なことは、全量を決めた量にすることだ(例えば1L)。

純粋な水であれば1000gは1Lなのであるが、何かを混ぜた水溶液の場合は厳密には1000gが1Lになるわけではない。

例えば、NaOHを40gと水を960gをあわせたら1000gになるが、それが1Lになるわけではない。

そのために、mol/ℓであらわすモル濃度は、1L 中に何mol溶けているか?ということを表す濃度の単位であるために、溶液の体積が重要だ。

例えば、1mol/ Lの溶液を作るためには、1molの溶質を少量の水で完全に溶かし、それをメスフラスコに入れる。

で、最後に水でぴったり1Lにする。

これで1mol/ L が出来る。

何問か問題を載せておくので、練習してみよう。

 

】2 mol/ LのNaOH 水溶液0.2 L中には、NaOH が何g 含まれているか?

 

Kp.93-1

 

】80% 硫酸は何mol/ Lか? ただし、密度は1.80 g/cm3 とする。

 

Kp.93-2

 

     ニューグローバル問題56

     ニューグローバル問題65

     ニューグローバル問題84

     ニューグローバル問題86

 

 

 

 

溶解度

 

溶解度

 溶媒100gに溶ける溶質の質量。

 

Kp.94-1

 

通常、固体の溶解度は温度が高くなるほど大きくなるが、すべての物質にあてはまるわけではない。

 

 

溶媒100gに溶ける溶質の量(g)を溶解度という。

この一文は大事だ。

溶質が限界の溶解度まで溶けている溶液を、飽和溶液という。

一般には温度が高くなるにつれて、溶解度も大きくなるが、

塩化ナトリウムのようにほとんど温度の影響を受けないものや、硫酸リチウムのように、温度が高くなると溶解度が小さくなるものもある。

硝酸カリウムのように温度が高くなると溶解度が大きくなる水溶液(一般的な水溶液)は、冷却していくと結晶が溶けきれなくなって、析出する。

析出の計算はよく出るので、僕オリジナルのすごい方法を書いておこう。

 

】60℃で飽和している硝酸カリウムが300gある。これを20℃に冷却すると、何gの硝酸カリウムが析出するか?60℃での溶解度を110、20℃での溶解度を30とする。

 

Kp.95-1

 

 

Kp.96-1


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