溶液の濃度を算出しよう!
・モル(mol)濃度とは?
モルについて勉強したよね。塩化ナトリウム(NaCl)1モルとは、塩化ナトリウムの式量NaCl=23+35=58だから、58グラムとなる。そこで、塩化ナトリウム1モルを溶かして1リットルの溶液にした濃度を1mol/lとかきあらわし、この濃度の表しかたをモル濃度と呼ぶんだ。
たとえば塩化ナトリウム29グラム(0.5モル)を水に溶かして0.4リットルにしたとすると、モル濃度は
0.5モル/0.4リットル=1.25mol/l となるんだ。
では、具体的に...
水酸化ナトリウム水溶液の濃度が知りたいので、0.5mol/lの塩酸で中和滴定を行ったところ、塩酸10mlと、水酸化ナトリウム水溶液13.5mlで中和したとしよう。
・塩酸に入っている水素イオンの物質量(モル数)を求めよう!
塩酸の濃度0.5mol/lというのは、1リットル中にHClが0.5モル含まれるということ。塩酸の電離は、
HCl → H+ + Cl−
だから、HClと同じ数のH+が含まれることになる。だから、塩酸10ml(0.01リットル)に含まれるH+の物質量は
0.5mol/l × 0.01リットル = 0.005モル
となる。
・中和するために必要な水酸化物イオンの物質量(モル数)は?
H+ + OH− → H2O だから、水素イオンと水酸化物イオンは同数必要だね。つまり、0.005モルの水酸化物イオンが使われたことになる。
・では、水酸化ナトリウム水溶液の濃度は?
水酸化ナトリウムの電離は、
NaOH → Na+ + OH−
だから、加えられた水酸化ナトリウム水溶液には、水酸化物イオンと同じ量、つまり 0.005モルの水酸化ナトリウムが入っていたことになる。水酸化ナトリウム水溶液の濃度を x mol/lとすると、加えた水酸化ナトリウム水溶液の量が13.5ml(0.0135リットル)だから、次の式ができる。
x mol/l × 0.0135リットル = 0.005モル
この式を解いて x をもとめると、0.370mol/l と求められます。
さて、君たちの実験結果はどうなったかな?