ゼオライトの合成

質問

ゼオライトAを3.65g合成する場合の合成原料の採取量を計算したいのですが、どうすればよいか分かりません。原料は水ガラス(NaAlO2 18mass%, SiO2 37mass%, H2O 45mass%)とアルミ酸ナトリウム(Na2O 31mass%, Al2O334mass%,H2O35mass%)と水で、配合割合はNa2O:SiO2:Al2O3:H2O=2:2:1:350(モル比)です。このモル比から計算するというのは分かるのですがいまいちよく分かりません。どなたかお願いします。

回答No.4

wanko_hund · ベストアンサー

またまたまた失礼します;;

>ここのX・Yは採取量とは違うのですか？
このX、Yは水100gのときではなくて、63.06gのときの量なんです。
なので採取量とは違うと思います。

>このとき比で求めたｘとyは僕が2回目に質問した水100ｇとした時の採取量とは違うのでしょうか？
このxとyは最終的な採取量を求めています。
アルミン酸ナトリウムはAl2O3=3とoyonekobuuさんは求めていますから、水100gとしたときの採取量ではないと思います。その前段階で終わっている可能性があります。

>Na2Oについては何も計算しなくていいのですか？
これも計算します。
Na2Oは水ガラス中とアルミン酸ナトリウム中にありますよね？
なのでそれをまず考えると、
水ガラスを3.249gとると、Na2Oは0.583gでてきますね？(比で求めてくださぃ)
アルミン酸ナトリウムを3.00gとると、Na2Oは0.93gでてきます。(これも比でお願いします)
それをたすと1.513gのNa2Oがとれるということになります。
Na2Oの必要量は1.240gと最初に求めましたから、Na2Oに関してはNaOHなどは加えなくても必要量を満たしているということになります。

長々と、分かりづらい説明ですいません。。
理解できたら簡単ですよ♪♪私も理解するまで苦しみましたから；；

補足

またまたすいません。

No.3の　
>ゼオライトＡを3.65gつくるには水は63.06g必要なんですから、加える水の量は
63.06-2.512=60.55gとなります。

ということは、ケイ酸ナトリウム5.152ｇ、アルミン酸ナトリウム4.757ｇ、
水60.55ｇを混ぜればゼオライトが3.65ｇ合成されるということでいいのですね？

ちなみに水の量が100ｇの時のケイ酸ナトリウムとアルミ酸ナトリウムの量は
いくつになるのでしょうか？

回答No.3

wanko_hund

またまた失礼します。

>ここの3.249というのはどこの値なのでしょうか？

ケイ酸ナトリウムの計算ででた3.24gのことです;;
小数点以下３位まで計算してくださぃ。。
1:0.37=X:1.202
X=3.249g

>このxは水ガラス中の水の量ですよね？
このxは水を100gにしたときのケイ酸ナトリウム量です;;

>計算したところ
ケイ酸ナトリウムはNa2O=6.88 H2O=140.13となり
アルミ酸ナトリウムはNa2O=4 Al2O3=3 H2O=180.17となったのですが、
ここからどういう比を使って最終的な量を求めればいいでしょうか？

ちょっと説明が足りなかったようなので・・・
ケイ酸ナトリウムの計算のことですが、
まずゼオライトＡを3.65g生成するためのNa2O、SiO2、Al2O3、H2Oが前にわかったと思います。
それで、原料の中にSiO2が入っているものは、ケイ酸ナトリウムだけなので、
1:0.37=X:1.202
X=3.249g
という計算をしたんです。
なので原料の中にAl2O3が入っているものもそのように考えると、
アルミン酸ナトリウムだけなので、
1:0.34=Y:1.020
Y=3.00g
ということになります。
水は水ガラス、アルミン酸ナトリウム中にも存在してるので、その量を求めます。
水ガラスとアルミン酸ナトリウムの加える量はX、Yでもとまっていますから、それを使うと、
0.45*3.249+0.35*3.00=2.512g
水の量がでますね。
ゼオライトＡを3.65gつくるには水は63.06g必要なんですから、加える水の量は
63.06-2.512=60.55g
となります。

で、ここから比を使って欲しかったのです。
ケイ酸ナトリウムとアルミン酸ナトリウムの加える量を水100gのときにあわせるために比を使います。

ケイ酸ナトリウム量
63.06:100=3.249:x
x=5.152g
アルミン酸ナトリウム量
63.06:100=3.00:y
y=4.757g

>初歩的な質問かもしれませんが、ゼオライトを3.65g作るのに水63.06g必要なのに、最終的には水ガラス5.152g,アルミ酸ナトリウム4.757gとずいぶん少なくなってしまうのはなぜですか？最初僕は合成原料の採取量を足したら3.65gになると思っていました。

水の量は多いのに水ガラスとアルミン酸ナトリウムが少ないということですか？
ちょっと私にはわかりません、ごめんなさぃ。
専門の先生などに聞いてみるのがいいと思いますよ♪

説明下手な上、長々とすいません。。
この説明で少しでもわかっていただけると幸いです☆

補足

何度もすいません。もう少しで理解できそうです。

>X=3.249g Y=3.00g 水ガラスとアルミン酸ナトリウムの加える量はX、Y…

ここのX・Yは採取量とは違うのですか？

>ケイ酸ナトリウムとアルミン酸ナトリウムの加える量を水100gのときにあわせる…

このとき比で求めたｘとyは僕が2回目に質問した水100ｇとした時の
採取量とは違うのでしょうか？

Na2Oについては何も計算しなくていいのですか？

回答No.2

wanko_hund

こんばんわ、#1です。

>同じ条件で、計算した水の量が100ｇになるように原料の採取量を計算する時は上の説明のどこを変えればいいのでしょうか？

下から７行目まではそのまま使えると思います。

水の計算は、
前も言いましたが、ゼオライトＡを3.65g作るのに63.06g必要なので、比を使うと

63.06:100=3.249:x

で、水ガラス量を。
同じ要領でアルミ酸ナトリウムを計算することができると思います。

がんばってくださぃね♪

補足

何度もすいません。

>1:0.37=X:1.202 X=3.24g ということでケイ酸ナトリウムの量が決定できます。
同じようにAl2O3、Na2Oも計算してみてください。

計算したところ
ケイ酸ナトリウムはNa2O=6.88 H2O=140.13となり
アルミ酸ナトリウムはNa2O=4 Al2O3=3 H2O=180.17となったのですが、
ここからどういう比を使って最終的な量を求めればいいでしょうか？

>前も言いましたが、ゼオライトＡを3.65g作るのに63.06g必要なので、比を使うと
63.06:100=3.249:x で、水ガラス量を。

ここの3.249というのはどこの値なのでしょうか？
このxは水ガラス中の水の量ですよね？
初歩的な質問かもしれませんが、ゼオライトを3.65g作るのに水63.06g必要
なのに、最終的には水ガラス5.152g,アルミ酸ナトリウム4.757gとずいぶん
少なくなってしまうのはなぜですか？最初僕は合成原料の採取量を足したら3.65g
になると思っていました。

だらだらと長くなってすいません。

回答No.1

wanko_hund

まずゼオライトの分子量を求めます。
Na2O 2SiO2 Al2O3 4.5H2O=365.192g/mol
となります。
つまり1mol=365gなので、3.65g合成したい場合は0.01mol必要ということですよね。

Na2O:SiO2:Al2O3:H2O=2:2:1:350なので、
それぞれのmolを考えると、
Na2O:2*0.01=0.02mol
SiO2:2*0.01=0.02mol
Al2O3:1*0.01=0.01mol
H2O:350*0.01=3.5mol
となります。

次にそれぞれに分子量をかけてmolからgに変換すると、
Na2O:0.02*61.98=1.240g
SiO2:0.02*60.09=1.202g
Al2O3:0.01*101.96=1.020g
H2O:3.5*18.016=63.06g
となります。
これを混ぜればゼオライトＡができるということですね。

原料をみると、SiO2を決めるのは水ガラスしかないのでまずそれから決定するといいと思います。

ケイ酸ナトリウム1g中にSiO2は0.37gあるということがわかりますね。
さきほどの計算から1.202g必要ということがわかっているので比で求めると、
1:0.37=X:1.202
X=3.24g
ということでケイ酸ナトリウムの量が決定できます。

同じようにAl2O3、Na2Oも計算してみてください。
H2Oは、原理は同じなのですが、反応中に水が生成されたりすると思うので、計算ミスをしないようにしてください。
水まで計算できたら、最終的な量が比で求められると思うのでがんばってください。

ちなみに水ガラスは5.152g、アルミン酸ナトリウムは4.757gになると思います。

では長文失礼しました！がんばってくださぃ！

補足

詳しい説明ありがとうございます！
ちなみにもう一つだけいいでしょうか？
同じ条件で、計算した水の量が100ｇになるように原料の採取量を計算する時は上の説明のどこを変えればいいのでしょうか？