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水溶液の容量モル濃度

質問者

w0wptjさん

2012/5/122:07:53

水溶液の容量モル濃度

18.6wt-%のアンモニア水の密度は0.930gcm^-3である。
この水溶液の容量モル濃度と質量モル濃度を求めよ。



お願いします。

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chanel0457さん

2012/5/305:49:59

w0wptjさん

予備知識
・ 質量パーセント濃度[%]=(溶質の質量[g]×100)/(溶液の質量[g])
・モル濃度[mol/L]=(溶質の物質量[mol])/(溶液の体積[L])
*モル濃度は、容量モル濃度とも。
・質量モル濃度[mol/kg]=(溶質の物質量[mol])/(溶“媒”の質量[kg])
・1L=1000cm3=1000mL
・1kg=1000g KW:単位の接頭語
*質量モル濃度は化学Ⅱで学習!

(与えられていないので、アンモニアの分子量を17とする。)
与えられた条件と 質量パーセント濃度・モル濃度の定義から
求めるモル濃度は
{{1[L]・1000[cm3/L]・0.930[g/cm3]・(18.6/100)}/(17[g/mol])}/(1[L])
=10.17・・・
≒10.2 mol/L
(*溶液1L当たりで考える!)
次に 与えられた条件と 質量%濃度・質量モル濃度の定義から
求める質量モル濃度は
{{100[g]・(18.6/100)}/(17[g/mol])}/{{100[g]・{(100-18.6)/100}}/(1000[g/kg])}
=13.44・・・
≒13.4 mol/kg
(*溶液100g当たりで考える!)
(*なお、後半の別解として、
前半で求めたモル濃度を用いても良いでしょう。
与えられた条件と モル濃度・質量モル濃度の定義から
求める質量モル濃度は
(10.17[mol])/{(1[L]・1000[cm3/L]・0.930[g/cm3]-10.17[mol]・17[g/mol])/(1000[g/kg])}
=13.43・・・
≒13.4 mol/kg)

濃度計算のポイントとしては 各濃度の定義等をおさえておくと良いと思います。
また、化学の理論計算では、
・5.8kg=5.8[kg]・1000[g/kg]=5800g(←1000[g/kg]は、1kg=1000gから来ている!)
・[mol/L]・[mL]=mmol
・[mol/L]・[L]=mol
・[mol]・[g/mol]=g
・[g]/[g/mol]=mol
・[mg]/[g/mol]=mmol
・[個]/[個/mol]=mol
などのように単位も掛け算や割り算が出来るため(*原子量,分子量,式量に、g/molという単位を付けたものを、モル質量といい、単位に着目すれば自明だが 1mol当たりの質量を表す。)、
単位にしっかりと着目し 単位を追っていくことが重要です。
cf.http://note.chiebukuro.yahoo.co.jp/detail/n2363

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ktn2011さん

2012/5/123:50:02

アンモニア水1Lの質量は、
1000×0.930=930 (g)
そのうち、アンモニアの質量は、
930×0.186=173.0 (g)
アンモニアの物質量は、
173.0/17.0=10.17≒10.2 (mol)
したがって、容量モル濃度は、
10.2mol/L

アンモニア水930g(1L)中、水の質量は、
930-173=757 (g)
したがって、質量モル濃度は、
10.17×1000/757=13.4 (mol/kg)
となります。

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