水酸化バリウム水溶液を硝酸で中和するための計算方法

化学の問題において、水酸化バリウム水溶液と硝酸を中和するために必要な硝酸の量を計算する方法は、モル濃度や分子量を用いて求めます。この記事では、2.0 mol/Lの水酸化バリウム水溶液500 mLを25%の硝酸で中和するための計算方法を詳細に解説します。

1. 問題の設定

この問題では、水酸化バリウム水溶液（Ba(OH)₂）と硝酸（HNO₃）を中和するために必要な硝酸の質量を求めます。水酸化バリウムと硝酸は中和反応を行うため、化学反応式をもとに計算を進めます。

反応式は以下のようになります。

Ba(OH)₂ + 2HNO₃ → Ba(NO₃)₂ + 2H₂O

まず、水酸化バリウム水溶液のモル数を計算します。モル数は、モル濃度（mol/L）×体積（L）で求めることができます。

水酸化バリウム水溶液のモル数は、2.0 mol/L × 0.5 L = 1.0 molです。

反応式から、1モルのBa(OH)₂には2モルのHNO₃が必要であることがわかります。したがって、必要な硝酸のモル数は1.0 mol × 2 = 2.0 molです。

次に、必要な硝酸の質量を求めます。硝酸のモル質量は、63 g/molです。

硝酸の質量はモル数 × モル質量で求めることができます。したがって、必要な硝酸の質量は、2.0 mol × 63 g/mol = 126 gです。

問題では、硝酸の濃度が25%と示されています。この25%は質量パーセント濃度であり、100 gの溶液中に25 gの硝酸が含まれていることを意味します。

従って、硝酸の質量を25%濃度の溶液で使用するためには、必要な硝酸の質量（126 g）を25%の濃度に対応させる必要があります。

必要な硝酸溶液の質量は、126 g ÷ 0.25 = 504 gとなります。

水酸化バリウム水溶液を25%の硝酸で中和するために必要な硝酸の質量は504 gです。計算を行う際には、モル濃度を用いて反応に必要なモル数を求め、その後、硝酸の濃度を考慮して質量を計算しました。このような計算方法を習得しておくと、化学の問題を効率よく解くことができます。