分析化学の問題
塩化ナトリウム と塩化カリウム だけからなる混合物の試料 を水に溶かした。これに硝酸銀水溶液を過剰に加え、塩化物イオンをすべて塩化銀 として沈殿させた。沈殿をろ過・洗浄・乾燥してひょう量したところ、質量は であった。試料中の の質量パーセントは何 % か。有効数字 3 桁で求めよ。ただし、原子量は 、、、 とする。
この問題で使うもの
- 混合物の重量分析（説明と入口の問題）
- 原子量・分子量・式量（説明と入口の問題）
この問題を解けるようになるまで（13 技能）
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ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
NaCl と KCl の質量をそれぞれ未知数とおき、試料の質量と AgCl の質量について式を 2 つ立てる。
ヒント 2
塩 1 mol から AgCl 1 mol が生じるので、塩の質量に換算係数 または を掛けると、生じる AgCl の質量になる。
ヒント 3
換算係数は 、。、 を解く。
答えと解説
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解説を読む
式量は
である。 はすべて により沈殿し、 1 mol、 1 mol からそれぞれ 1 mol が生じる。したがって、塩の質量を の質量に換算する係数は
である。
の質量を 、 の質量を とすると、
より を に代入すると
となる。よって の質量パーセントは
である。
別解
モル質量は NaCl = 22.99+35.45 = 58.44、KCl = 39.10+35.45 = 74.55、AgCl = 107.87+35.45 = 143.32 g/mol。
沈殿した AgCl の物質量は mol。これは試料中の Cl⁻ の物質量に等しい。
KCl の質量を g、NaCl の質量を g とおくと、
なので
よって g。
質量パーセントは %。
検算：KCl 0.3000 g は 4.024 mmol、NaCl 0.2000 g は 3.422 mmol で、合計 7.446 mmol。AgCl の質量は g となり、与えられた値と一致する。