硫酸鉄(II)七水和物の溶解度に関して

質問

最近仕事の関係で化学を勉強し直していまして疑問があり質問させていただきました。
4g/Lの硫酸鉄水溶液に対する硫酸鉄(II)七水和物の溶解度を求める場合、硫酸鉄(II)七水和物の硫酸、水への溶解度を調べそれぞれの水溶液中の比率に応じて計算すればよいのでしょうか？

回答No.2

ichiro-hot · ベストアンサー

●「4g/Lの硫酸鉄水溶液に対する硫酸鉄(II)七水和物の溶解度」
　この出題形式では、問題として非常に解きにくい。
　次の点で、あいまいです。
１）4g/L；溶解度は普通，『水（溶媒）１００ｇに溶ける溶質の質量（ｇ）』，まれに『％濃度』を用いて表されます。最初の濃度（4g/L）がそのような単位になっていません。
　これが問題として正しいならば，近似的に水１L≒１０００ｇとして、その中に４ｇの硫酸鉄FeSO_4が溶けているとするしかないと思います。

２）溶解度の値が（どのような単位かも）解りません。これが解らないと式が立てられません。

●解き方のポイント　
　式量を求める。
　Fe＝56，S＝32，O＝16，H＝１を使い，
　FeSO_4・７H_2O＝56＋32＋16×4＋7×｛1×2＋16｝＝278

　このうちFeSO_4＝152，７H_2O＝126だから，
　　FeSO_4・７H_2O＝ｘ（ｇ）　をさらに加える量として，
　そのうちに含まれる硫酸鉄（II）と水の質量は，
　　FeSO_4＝（152/278）・ｘ（g）・・・溶質に加える
　　７H_2O＝（126/278）・ｘ（g）・・・溶媒の水に加える
　ここが解法のポイントです。　
　FeSO_4・７H_2Oのｘ（ｇ）中の
　FeSO_4＝（152/278）・ｘ（g）は溶質に加え，
　７H_2O＝（126/278）・ｘ（g）は溶媒の水のほうに加えます。

●1）のような近似的な解き方でよければ・・・・・ですが，

　溶解度が『水（溶媒）１００ｇに溶ける溶質の質量（ｇ）』で与えられているとして，飽和したときに次の式が成り立つことを用いて、さらに溶かせる質量ｘを求める。（％濃度のときはちょっと違ってきます。）

FeSO_4の質量：水の質量＝溶解度（ｇ）：１００（ｇ）
の比例計算を使うか，次の分数式を用いる。
FeSO_4の質量/水の質量＝溶解度（ｇ）/１００（ｇ）
どちらにしても次のような式になります。

｛4(g)＋（152/278）・ｘ（g）｝/｛1000＋（126/278）・ｘ（g）｝＝（溶解度）/１００

もし飽和溶液が『％濃度』で与えられていたら，

％濃度＝｛溶質の質量(g)/溶液の質量(g)｝×１００なので，
[｛4(g)＋（152/278）・ｘ（g）｝/｛１０００＋ｘ｝]×100＝（溶解度（％））

以上のようにして式をたてて，それを解けば，さらに溶かせる硫酸鉄(II)七水和物の質量ｘ(g)を求めることができます。

※最初のところで、『水９９６ｇに硫酸鉄(II)４ｇが解けている』と考えても誤差は（4/996）≒0.004ですから「有効数字2桁」であればほぼ同じ結果になることがわかります。その程度の近似的な値を求めればよい問題なのだろうと推測しております。

お礼

詳細なご回答ありがとうございます。参考にさせていただきます。

回答No.1

htms42

辞典で調べると硫酸鉄(II)は水１００ｇに２０℃で２６．６ｇ、１００℃で３７．３ｇ溶けるそうです。
結晶水のついている物質の溶解度は結晶水のないもので表します。
既に１Ｌ中に４ｇの硫酸鉄(II)が溶けて存在しているとします。
溶解度で決まる量と４ｇとの差が新たに溶ける硫酸鉄(II)の量です。
結晶水は溶けると溶媒の水と合わさって溶媒の量を増やす働きをします。
計算は少しややこしいです。

お礼

ありがとうございます。No.2さんとあわせて参考にさせていただきます。