酢酸のモル分率★教えてください・・・

質問

重量％が２０ｗｔ％の酢酸水溶液（密度１．０２ｇcm⁻³）の酢酸モル分率・質量モル濃度の解き方お教えください。　４．２molkg⁻¹の答えがいくらやっても出ないんです。

回答No.1

cool_koo1976 · ベストアンサー

こんにちは。
かれこれ10年以上前の知識ですが、参考になれば幸いです。

【公式】
　●質量パーセント濃度[wt％] ＝ 溶質の質量[g] ÷（溶質の質量[g]＋溶媒の質量[g]）× 100
　●モル濃度[mol/L] ＝ 溶質のmol数 ÷ 溶液の体積[L]
　●質量モル濃度[mol/kg] ＝ 溶質のmol数 ÷ 溶媒の質量[kg]

まず、溶液（酢酸＋水）の体積を１リットル（＝1000cm^3）と仮定しましょう。
酢酸水溶液の密度は1.02g/cm^3とありますので、溶液１リットルの質量は

　1000[cm^3] × 1.02[g/cm^3] = 1020[g]　となります。

溶質（酢酸）の質量をｎとすると・・・

　ｎ ÷ 1020[g] × 100 ＝ 20[wt％]　∴ｎ＝204[g]

質量パーセント濃度20wt％の酢酸水溶液１リットル中には、酢酸が204g含まれていることが分かります。

酢酸[CH3-COOH]の分子量は、12×2 ＋ 1×4 ＋ 16×2 = 60 ですので、
酢酸1molあたりの質量は、60g/mol
従って、酢酸 204g は　204[g] / 60[g/mol] = 3.04[mol]　に該当しますので、
溶液１リットル中に含まれる酢酸のモル濃度は 3.04mol/L となります。

今度は質量モル濃度です。

上記の通り、溶液１リットル中に酢酸は3.04mol含まれている、という計算になりましたが
質量モル濃度は「溶媒」1kgあたりに含まれる溶質のmol数であることに気をつけなければなりません。

溶液１リットル中の溶媒（水）の質量は、
溶液の質量1020gに含まれる酢酸の質量204gを差し引くことで求まります。

　1020[g] － 204[g] ＝ 816[g]

溶媒 816g の中に 3.04mol の酢酸が含まれているということになりますので、
溶媒１kg（＝1000g）中に含まれる酢酸のmol数は

　3.04[mol]：816[g] = ｘ：1000[g]
　∴ｘ ＝ 4.16 ≒ 4.2[mol]

ゆえに、質量モル濃度は 4.2mol/kg となります。

ここまでくれば、モル分率は計算できますよね？

　●モル分率 ＝ 溶質のmol数 ÷（溶質のmol数 ＋ 溶媒のmol数）

お礼

文字化けして申し訳ありません・・・。迅速なお返事ありがとうございます。
　とても解りやすく、本当に助かりました。

回答No.3

noname#160321

なるほど。
＃１のお答えなら4.2mol/kgになりますね。
感嘆。

回答No.2

noname#160321

>>重量％が２０ｗｔ％の酢酸水溶液（密度１．０２ｇcm⁻³）の酢酸モル分率
文字化けしてます。
密度1.02gcm-3の酢酸、たとえば100mlなら102gですから、酢酸の質量は20.4g、残りが水で81.6g。
モル数は酢酸の分子量=60.05なので0.34mol
水はH2O=18.02なので4.53mol
酢酸のモル分率は0.34/(0.34+4.53)=0.070です。
>>４．２molkg⁻¹の答え…
これも化けてます。
上記の酢酸水溶液ですと1.02kg中に3.4molの酢酸ですから3.33molkg-1
4.2molkg-1にはなりませんが。(汗)
添付のURLに酢酸の濃度計算値が乗っています。
20%酢酸の密度は1.024gcm-3で正しいです。このとき体積モル濃度は3.409mol/Lですので質量モル濃度も４にはならないはずです。

参考URL：

http://chem.sci.utsunomiya-u.ac.jp/v8n1/ashida1/FigC01.htm

お礼

文字化けして申し訳ありません・・・。迅速なお返事ありがとうございます。
　本当に助かりました。