質量パーセント濃度 (1)

■ 化学補充プリント
1
溶液の濃度
2008
質量パーセント濃度
質量パーセント濃度[%]
■
氏名
(1)
溶質の質量[g]
= ──────── × 100
溶液の質量[g]
溶質の質量[g]
= ─────────────── × 100
溶質の質量[g]+溶媒の質量[g]
公式1
例題 90gの水に30gの砂糖を溶解させた。この砂糖水の質量パーセント濃度を求めよ。
(解) 濃度をx[%]とおけば、
x[%]=
=
(1
)g
────────────── × 100
(1
)g +(2
)g
(3
)%
答 (3
)%
練習 200gの水に50gの水酸化ナトリウムを溶解させた。この溶液の質量パーセント濃度
を求めよ。
練習 食塩は、温度によってあまり溶解度が変わらず、100gの水におよそ35g溶解する。
食塩の飽和水溶液の濃度を質量パーセント濃度で表せ。
県立希望ヶ丘高校
化学科
■ 化学補充プリント
2
溶液の濃度
2008
質量パーセント濃度
■
(2)
を変形してみよう。
公式1
濃度[%]
=
溶質の質量[g]
溶液の質量[g]
×100
両辺に 溶液の質量 をかけると、
濃度[%]×溶液の質量[g]= 溶質の質量[g] ×100
両辺を 100 で割り、両辺を入れ替えると、
濃度[%]
溶質の質量[g] = 溶液の質量[g] ×
100
公式2
例題 濃度40%の水酸化ナトリウム水溶液20gに含まれる水酸化ナトリウムは何gか。
(解)
溶液の質量[g] ×
=
(1
)g ×
(3
)g
濃度[%]
100
(2
より、
)%
100
答 (
)g
練習 濃度10%の食塩水150gに含まれる食塩の質量は何gか。
練習 グルコース15gを取り出すには、濃度20%のグルコース糖水溶液が何g必要か。
練習 10%硫酸水溶液から硫酸を0.050mol取り出すには、10%硫酸水溶液が何g必要か。
(H=1, O=16, S=32)
■ 化学補充プリント
3
溶液の濃度
モル濃度
モル濃度[mol/L]
=
2008
■
(1)
溶質の物質量[mol]
─────────
溶液の体積[L]
確認 溶液のモル濃度は、(1
公式3
)の体積1 L あたりに溶解している(2
)の
物質量[mol]で表す。
例題 塩化ナトリウム0.50 molが水に溶けて2.0Lの溶液になっている。この溶液のモル濃度
を求めよ。
(解) モル濃度[mol/L]
=
=
(1
)mol
─────────
(2
) L
(3
)mol/L
答 (3
) mol/L
練習 ブドウ糖3.0 molが水に溶けて5.0 Lの溶液になっている。この溶液のモル濃度を求め
よ。
練習 硫酸H2SO4 49gを水で希釈して2.5 Lとした。この希硫酸のモル濃度を求めよ。
(H=1, O=16, S=32)
■ 化学補充プリント
4
溶液の濃度
モル濃度
2008
■
(2)
公式3 を変形してみよう。
モル濃度[mol/L]
溶質の物質量[mol]
──────────
溶液の体積[L]
=
H=1, C=12, O=16,
S=32, Cl=35.5
両辺に溶液の体積をかけ、両辺を入れ替えると、
溶質の物質量[mol]
=
モル濃度[mol/L] × 溶液の体積[L]
公式4
例題 濃度2.0 mol/Lの希塩酸がある。これを50 mL (= 0.050L)取り出すと、この中には何mol
の塩化水素が含まれているか。また、それは何 g か。
(解)溶質の物質量[mol]
HCl = (4
(3
=
モル濃度[mol/L] × 溶液の体積[L]
=
(1
)mol/L× (2
=
(3
)mol
)L
)だから、
)mol
×
(4
)g/mol
=
答 (3
(5
)g
)mol、
(5
)g
練習 濃度0.50 mol/Lのブドウ糖 C6H12O6 水溶液がある。この溶液150 mL中にブドウ糖何mol
が含まれるか。また、それは何gか。
練習 濃度0.25 mol/Lの水酸化ナトリウムNaOH水溶液200mL中には、NaOHは何mol含まれるか。
またNaOHの質量は何gか。
■ 化学補充プリント
5
溶液の濃度
2008
■
溶液の密度
溶液の密度[g/cm3]
溶液の質量[g]
= ────────
溶液の体積[cm3]
公式5
例題 13g の塩化ナトリウムに水を 247 g 加えたら、ちょうど 250 mL の水溶液になった。
この食塩水の密度を求めよ。
(解) 濃度をx[%]とおけば、
(1
)g+(2
)g
──────────────
(3
)cm3
=
(4
)g/cm3
)g/cm3
答 (4
練習 水銀 500 g の体積をはかったら 36.9 cm3 であった。水銀の密度を求めよ。
公式5 を変形しよう。
溶液の質量[g]
=
溶液の密度[g/cm3] × 溶液の体積[cm3]
公式6
例題 密度 1.16 g/cm3 の塩酸 200 cm3 の質量を求めよ。
(解)溶液の質量[g]
=
溶液の密度[g/cm3] × 溶液の体積[cm3]
(1
)g/cm3 × (2
)cm3
=
(3
=
)g
答 (3
練習 濃硫酸の密度は 1.8 g/cm3 である。濃硫酸 1.00L の質量を求めよ。
)g
■ 化学補充プリント
6
溶液の濃度
2008
■
質量パーセント濃度とモル濃度の換算
例題 モル濃度 0.20 mol/L 硫酸水溶液の質量パーセント濃度は何%か。ただし、水溶液の密
度は 1.05 g/cm3 とする。
(解)まず 1L の質量を求めることから始めよう。この硫酸水溶液 1L の質量は、
溶液の質量[g] = 溶液の密度[g/cm3] × 溶液の体積[cm3]
=
(1
)g/cm3 × (2
=
(3
)g
)cm3
これだけの質量の水溶液に、溶質としての硫酸が (4
である。その質量は、硫酸 H2SO4 のモル質量 (5
物質の質量[g]
)g/mol より、
=
物質のモル質量[g/mol] × 物質量[mol]
=
(5
)g/mol × (4
=
(6
)g
いま問題にしている水溶液の質量は (3
(6
)mol 含まれているわけ
)mol
H=1, O=16, S=32
)g であって、その中に溶質が
)g 含まれているのだから、その質量パーセント濃度は、
x[%]=
(6
)g
─────── × 100 =
(3
)g
(7
)%
答 (7
)%
練習 3.00mol/L 塩酸 500mL をつくるのに、質量パーセント濃度 35.0%、密度 1.18g/cm3 の
濃塩酸何 mL を水で薄めればよいか。HCl=36.5(やや難)
(ヒント:3.00mol/L 塩酸 500mL に含まれる HCl の物質量を求める。また、濃塩酸のモ
ル濃度を求め、それが何 mL あれば求める物質量になるか、体積をxとして式を立て
る)
■ 化学補充プリント
1
例題
練習
練習
2
例題
練習
練習
練習
3
(1 30)g
50g
50g
A100x
A100x20£%¤
250g
50gO200g
35g
35g
A100x
A100x25.9£%¤
135g
35gO100g
(1 20)g
(2 40)%
150gA
20%
26%
15gx
(3 8.0)g
10
x15g
100
20
Ax
100
xx
15g
15gA100
x75g
20
H 2SO 4=98
98g/molA0.050mol=4.9g
10
Ax
4.9g=
100
4.9gA100
x=
=49g
10
75g
49g
モル濃度(1)
(1 0.50)mol
例題
■
質量パーセント濃度(2)
例題
4
解説編
(2 90)g (3 25)%
(1 溶液)
練習
2008
質量パーセント濃度(1)
確認
練習
溶液の濃度
(2 溶質)
(2 2.0)L (3 0.25)mol/L
3.0mol
= 0.60mol/L
5.0L
H 2SO 4 = 98
49g
= 0.50mol
98g/mol
0.50mol
= 0.20mol/L
2.5L
0.60mol/L
0.20mol/L
モル濃度(2)
(1 2.0)mol/L
(2 0.050)L (3 0.10)mol (4 36.5)
(5 3.65)g
(答)(5 3.7)g
県立希望ヶ丘高校
化学科
■ 化学補充プリント
練習
練習
5
例題
練習
例題
練習
6
例題
溶液の濃度
2008
解説編
0.50mol/LA0.150Lx0.075mol
C 6H 12O 6 = 180
180g/molA0.075mol = 13.5g
0.25mol/LA0.200Lx0.050mol
NaOH = 40
40g/molA0.050mol = 2.0g
■
0.075mol
0.050mol
14g
2.0g
溶液の密度
(1 13)g (2 247)g (3 250)cm3 (4 1.04)g/cm3
500g
x13.55g/cm 3
36.9cm 3
13.6 g/cm3
(1 1.16)g/cm3 (2 200)cm3 (3 232)g
1.8 × 103g
1.8g/cm 3A1000cm 3x1800g
質量パーセント濃度とモル濃度の換算
(1 1.05)g/cm3
(2 1000)cm3 (3 1050)g (4 0.20)mol
(6 19.6)g (7 1.87)%
(5 98)g/mol
(答) 1.9%
※有効数字は2桁であるが、途中は3桁で計算しておき、最後に2桁に丸める。
練習
3.00mol/LA0.500Lx1.50mol
これだけの物質量の塩化水素が必要。
与えられた濃塩酸1.00Lの質量は以下のように求められる。
1.18g/cm 3A1000cm 3x1180g
濃塩酸のモル濃度を決めるために、この中に含まれる塩化水素の物質量を求めたい。
濃度35%なので、1180g中に含まれる塩化水素の質量は1180g×(35 100)で与えられ
る。また、HClx36.5であるから、
35
1180gA
100
x11.3mol
36.5g/mol
この濃塩酸のモル濃度は 11.3mol/Lである。
塩化水素1.50molを取り出すのに、これが何mL必要かということだから、
1.50molx11.3mol/LAx
1.50mol
x0.133L
xx
11.3mol/L
133mL