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熱化学計算の要点と比重についての疑問
- 塩化水素を水に溶かし、塩酸を調整して断熱容器に入れました。その塩酸に水酸化ナトリウムを加えると、水溶液の温度は何度上昇するのでしょうか？
- この問題は熱化学の計算です。水酸化ナトリウムの溶解熱と塩酸と水酸化ナトリウムの中和熱を利用します。
- 比重については、基準物質との密度比を表す値であり、単位は物質によって異なります。具体的な単位については提供されていません。
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密度は単位体積あたりの質量と定義され通常はg/cm^3などの形で使われますね。それに対して。比重は、基準となる物質の密度を１としたとき、その物質がいくつになるかを比で求めたものです。液体の場合では物質の質量と、その物質の同一の体積を有し、かつ圧力 1気圧 の下における純粋の水の質量との比として表わされます。ここでは比重が1としていますので、水の密度と同じということになります。したがって反応が行われても水の系で考えればよいということを述べていることになりますね。 ところで問題の内容ですが次のようになりますね。 初めに調製した塩酸溶液に含まれる塩酸の物質量は塩化水素のモル質量が36.5ですから 3.55 / 36.5 = 0.0973 mol 水の量は 1995 - 3.55 = 1992 g 加えた水酸化ナトリウムの量は5.00gですから物質量は 5.00 / (23.0+17) = 5.00 / 40.0 = 0.125 mol 溶液中に含まれた塩酸に比べて加えた水酸化ナトリウムの量は多く、中和した水酸化ナトリウムの量は0.0973 mol となります。また、中和反応によって生成した水の量は 0.0973 * 18 = 1.75 g そこで発熱量の件ですが初めに水酸化ナトリウムが水に溶ける時の溶解熱を求めます。 水酸化ナトリウム0.125 molが溶解するのですから 0.125 * 44.5 *1000 = 5563 J 中和反応に使われた塩酸や水酸化ナトリウムの物質量は 0.0973 mol ですから 0.0973 * 56.5 * 1000 = 5497 J したがって発生した総熱量は 5563 + 5497 = 11060 J この溶液に含まれる水の量は 1992 + 1.75 = 1994 g 水１ｇの温度を１℃高めるのに必要とする熱量は4.18 Jであるので この溶液に含まれる水を１℃高めるのに必要な熱量は 1994 * 4.18 J したがって11060 Jの熱量がすべて水の温度上昇に使われたとすれば 11060 / (1994 * 4.18) = 1.33 ℃初めの温度が25℃ですから中和反応後の溶液の温度は26.3となります。
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- sailor
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比重は通常４℃の水に対しての重量の比率ですから、単位は有りませんね。比率には単位をつけないでしょ。
>上の問題での比重の単位 比重は無名数(スカラー)です。 水溶液の場合、比重といったら、基準物質は水です。
お礼
とっても丁寧にありがとうございました。