3mol/l 塩酸の調製の計算

質問

3mol/lの塩酸を60ml作りたいのですが塩酸を何mlいれてよいかわかりません。
この途中式を入れて教えてください。学生実験ですので塩酸は市販のものを使うと思います
どうかお願いします。

回答No.4

ORUKA1951 · ベストアンサー

小学校5年生の割合を復習しましょう。
[割合] = [ある量]/[基準の量]

　なお、3mol/lではなく、3mol/Lです。
　濃塩酸の比重と濃度は1.18，36.0%とします。
　3mol/Lの希塩酸の密度は1.0とする。

＞3mol/lの塩酸を60ml作りたい
　希塩酸60mLの質量は60g、濃度3mol/Lなので
　これに含まれる塩酸のmol数は、3(mol/L)×0.06(L) = 0.18(mol)

　0.18(mol)の塩酸の質量は塩酸の式量から、0.18(mol)×36.5(g/mol) = 6.57(g)
　濃塩酸の質量濃度が 0.36(w%)なので、割合の式から
　　[ある量]/[[割合] = [基準の量]
　　6.57(g) / 0.36 = 18.25(g) が塩酸の質量

　この塩酸の密度が1.18ですから、割合の式から
　　[ある量]/[[割合] = [基準の量]
　　18.25(g)/1.18(g/mL) = 15.5(mL)

　よって15.5mLの濃塩酸に水を加えて60mLにすればよい。

　問題自体は小学校の割合の単元レベルです。大事な事はモル濃度(Mと書くこともある)の意味、比重(密度)と体積の関係だけです。

・化学と言う言葉でパニックにならないこと
　()で囲んだ単位を常に気にかけること。単位に解き方のヒントがある)

お礼

ありがとうございます。参考にさせてもらいます。

回答No.5

hg3

補足ありがとうございました。

既に回答が出てますが、誤っているものもあるので、解説しておきます。

まず、3mol/Lとは、１Lの溶液（塩酸）の中に、3molの塩化水素（HCl）が含まれてるという意味です。
溶液(つまり塩酸)が１Lなのであって水が１Lということではありませんから注意しましょう。

3molのHClは、36.5×3=109.5ｇです。
もし純粋なHClが液体または固体であるなら、HClを109.5ｇ測り取り、それに丁度1Lになるまで水を足せば3mol/Lの塩酸が1L作れます。
もし、作る量を100mlにしたければ、その1/10つまり、10.95g測り取って、100mlになるまで水を足します。60mlなら、6.57gです。

しかし、純粋なHClは、気体です。ですから、HClを必要な重さの分測り取るということができません。それ故、HClを水に溶かした塩酸を薄めて作らないといけないのです。だから市販の塩酸が必要になるわけです。

市販の塩酸の濃度が36%というのは、市販の塩酸100ｇには36gのHClが含まれているという意味です。
よって、市販の塩酸30.4gの中に、10.95gのHClが含まれていることになり、18.25gの中に6.57gのHClが含まれていることになります。
従って、市販の塩酸30.4gを測り取って、そこに水を加えて丁度100mlにすれば、3mol/Lの塩酸が100ml作れ、市販の塩酸18.25gを測り取って、そこに水を加えて丁度60mlにすれば、3mol/Lの塩酸が60ml作れます。

市販の塩酸を重さで測るのが難しければ、比重を使って、体積を計算します。
比重が1.18なので、30.4gの市販の塩酸は、30.4÷1.18＝25.8ml、また、18.25gの市販の塩酸は、15.5mlです。
つまり、25.8mlの市販の塩酸に水を足して丁度100mlにすれば3mol/Lの塩酸100mlが作れ、15.5mlの市販の塩酸に水を足して丁度60mlにすれば3mol/Lの塩酸60mlが作れるということです。
尚、15.5mlを薄めて60mlにするために、水45.5mlを加えるというのは正確ではありません。
濃い塩酸に水を加えると体積が変わるからです。つまり、15.5mlの濃い塩酸に水45.5mlを加えても60mlにはならないのです。ですから、体積を確認しながら少しづつ水を加えて丁度60mlにするというのが正しいやり方です。

次に、作る量についても考えてみましょう。
実験では、60mlより多く作っても良いということですから、であれば、60mlぴったりを作るのでなく、100mlを作る方が作業がやりやすいのです。何故なら、このような場合、メスフラスコを使うのが良いからです。100mlのメスフラスコなら実験室に必ずあると思いますが、60mlのメスフラスコというのは、普通は実験室には置いてありません。メスシリンダーを使えば60mlを測ることもできますが、目盛線の間隔が狭く、ぴったり合わせるが難しいのです。
なので、100mlのメスフラスコを用意し、まずメスフラスコに市販の塩酸30.4g（＝25.8ml）を入れます。そこに丁度100mlになるまで（メスフラスコの線のところまで）水を足し、3mol/Lの塩酸を100ml作るというのが良いでしょう。

お礼

ありがとうございます。参考にさせてもらいます。

回答No.3

stringf35

500 mlの塩酸のボトルを考えると、塩酸の量は500 x 0.36 = 180 mlです。
比重1.18なので、180 mlの塩酸の質量は0.180 (L) x 1.18 = 0.212 (kg)です。
塩化水素の分子量を36.5とすると、0.212 kgの塩酸は5.81 molです。
よって、塩酸のモル濃度は5.81 mol / 0.5 L = 11.6 mol/lとなります。

さて、11.6 Mの塩酸を3 Mに希釈するので、3.87倍に希釈します。
よって、60.0 ml作製するには、60 / 3.87 = 15.5 ml必要です。
希釈に使う水は60.0 - 15.5 = 44.5 mlです。

お礼

ありがとうございます。参考にさせてもらいます。

回答No.2

cbm51901

3mol/l の塩酸には、3mol の塩化水素（HCl）が1l の水に含まれているということになります。

では 3mol に値するの HCl の質量を計算してみます。

H の原子量は 1 です。単純です。
Cl の原子量は少し厄介です。Cl には二つのタイプ（同位体）があって、分子量が35のものと、37のものとが存在します。存在する割合は、35のものが75%、37のものが25%です。従って分子量の加重平均値をとると、（35x3 + 37x1）÷ 4 ＝ 35.5 となり、これがCl の原子量となります。

以上から、HCl の原子量は 1 + 35.5 =　36.5 となり、HCl の 1mol の質量は自動的に 36.5g となります。

作りたい塩酸は 3mol/l ですから、1リットルの水に 3mol 分のHCl を入れる必要があります。
36.5g x 3 ＝ 109.5g になります。

1リットル（1000ml）に109.5g を溶かす訳ですから、60ml に溶かす必要があるのは、109.5g x 60/1000 ＝ 6.57g になります。これで同じく 3mol/l の塩酸を作ることができます。

ところで、市販の濃塩酸「希釈して」3mol/l の塩酸を作りたいのであればアプローチが違ってきます。
まず、市販されている濃塩酸の濃度を知る必要があります。例えば、一般的に市販されている、12 mol/l の水溶液の場合であれば、それを四分の一に水で薄めれば、3mol/l が得られます。

話は変わりますが、比重1.18、純度36.0% の塩酸のモル濃度は 11.6mol/l となります。
[ご参考] http://www.wako-chem.co.jp/siyaku/qa/ccn/pdf/ccn23.pdf

従ってこの塩酸から 3mol/l の塩酸を調製するためには、元の塩酸を 11.6/3 = 3.9 倍に薄める必要があります。つまり、元の（市販の）塩酸の量が100ml であるならば、これに水を290ml 足す計算になります。

お礼

ありがとうございます。参考にさせてもらいます。

回答No.1

hg3

それだけでは、回答できません。
次の点を、確認しましょう。

（１）ちょうど60mlを作らなければいけないのですか？それとも、実験で使うのが60mlであり、60mlより多く作っても良いのでしょうか？

（２）市販の塩酸の濃度はいくつですか？

補足

言葉がたりなくてすみません。
(1)としては60ml以上作っていもいよのもです。
(2)は比重1.18，36.0%と思います。