濃硫酸(H2SO4)を使って、1.0 mol/Lの希硫酸を調製する方法を解説します。具体的には、98%濃硫酸の密度が1.80 g/cm3である場合、450 mLの1.0 mol/L希硫酸を作るために必要な濃硫酸の体積を求める方法を学びます。
濃硫酸の必要量を求めるための計算式
まず、希硫酸のモル数を計算します。1.0 mol/Lの希硫酸450 mL(0.450 L)の中に含まれるH2SO4のモル数は、次の式で求められます。
モル数 = 濃度 × 体積
モル数 = 1.0 mol/L × 0.450 L = 0.450 mol
濃硫酸から必要なH2SO4の質量を求める
次に、98%濃硫酸中のH2SO4の質量を求めます。濃硫酸の質量パーセント濃度が98%であるため、98%がH2SO4に相当します。0.450 molのH2SO4の質量は、モル質量(H2SO4のモル質量は98.0 g/mol)を用いて求めます。
質量 = モル数 × モル質量
質量 = 0.450 mol × 98.0 g/mol = 44.1 g
濃硫酸の体積を求める
濃硫酸の質量が44.1 gであることがわかりました。次に、濃硫酸の密度が1.80 g/cm3であるため、必要な濃硫酸の体積は次の式で求めます。
体積 = 質量 / 密度
体積 = 44.1 g / 1.80 g/cm3 = 24.5 cm3
まとめ
したがって、98%濃硫酸の1.80 g/cm3の密度を持つ濃硫酸から、1.0 mol/Lの希硫酸450 mLを調製するためには、約24.5 cm3の濃硫酸が必要であることがわかります。この計算を通じて、濃硫酸の希釈方法や必要量を正確に算出する方法を理解できるようになります。


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