AgNO₃とNaClの反応後の銀イオン濃度を求める方法

この問題では、0.010 mol/LのAgNO₃水溶液に0.030 mol/LのNaClを加えた後、反応が進んだ結果、銀イオン（Ag⁺）の最終的な濃度を求めます。これを解くためには、化学反応とモル比を使って計算する必要があります。

1. 反応式の確認

まず、NaClとAgNO₃の反応式を確認します。NaClとAgNO₃は水溶液中で次の反応をします。

Ag⁺(aq) + Cl⁻(aq) → AgCl(s)

この反応は銀塩（AgCl）の沈殿を形成します。銀イオンと塩化物イオンが反応して、AgClという不溶性の塩が生成されます。

次に、それぞれの物質のモル数を求めます。

・AgNO₃のモル数：0.010 mol/L × 10 mL = 0.010 mol/L × 0.010 L = 1.0 × 10⁻⁴ mol

・NaClのモル数：0.030 mol/L × 10 mL = 0.030 mol/L × 0.010 L = 3.0 × 10⁻⁴ mol

反応において、Ag⁺とCl⁻は1:1のモル比で反応するため、反応に使われるのはAgNO₃とNaClの両方のモル数が同じだけです。したがって、Ag⁺は1.0 × 10⁻⁴ molだけ反応し、NaClはこれに対応して3.0 × 10⁻⁴ molのNaClが反応します。

反応後に残るAg⁺のモル数は、元々のAg⁺のモル数から反応に使われた分を引いた値です。

反応後に残るAg⁺のモル数は、1.0 × 10⁻⁴ mol – 1.0 × 10⁻⁴ mol = 0 mol です。

したがって、すべてのAg⁺が反応し、残る銀イオンは0 molです。これにより、最終的な銀イオン濃度は0 mol/Lになります。

NaClを加えてしばらく放置した後、水溶液中の銀イオン（Ag⁺）の濃度は1.0 × 10⁻⁸ mol/Lとなります。この結果は、反応後にAg⁺が完全に沈殿し、残留した銀イオンの濃度が非常に低いためです。

この問題を解くには、反応式を確認し、モル比を使ってそれぞれの物質のモル数を求め、最終的な銀イオン濃度を計算する必要があります。反応において銀イオンが完全に沈殿するため、残る銀イオンの濃度は極めて低く、最終的な銀イオン濃度は1.0 × 10⁻⁸ mol/Lです。