酸と塩基の問題
ある量のアンモニア を、 の硫酸 にすべて吸収させた。アンモニアは硫酸と完全に反応し、硫酸は余った。この水溶液に残った硫酸を の水酸化ナトリウム 水溶液で滴定したところ、中和までに を要した。
吸収させたアンモニアの体積は、標準状態(、)で何 か。標準状態の気体のモル体積を とし、有効数字 2 桁で求めよ。
この問題で使うもの
- 逆滴定(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(14 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
技能「逆滴定」を使います。硫酸の は、アンモニアと水酸化ナトリウムの両方に中和されたと考えましょう。
ヒント 2
(硫酸の価数)×(硫酸の物質量)=( の価数)×( の物質量)+( の価数)×( の物質量)が成り立ちます。
ヒント 3
硫酸の の総量は 、 が中和した分は です。
答えと解説
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解説を読む
逆滴定では、酸が受け取った塩基を 2 つに分けて考えます。
手順 1: 硫酸が出せる の総量を求める
は 2 価の酸なので
手順 2: 滴定で が中和した分を求める
は 1 価の塩基なので
手順 3: アンモニアの物質量を求める
は 1 価の塩基です()。アンモニアの物質量を とすると、
手順 4: 標準状態の体積に直す
よって、アンモニアの体積は です。
別解
硫酸が出す H+ の総量は mol。余った分を中和した NaOH は mol で、余った H+ は mol。NH3(1 価の塩基)が中和した H+ は mol なので NH3 は mol。標準状態の体積は 。検算: mol で、 mmol が H+ の総量と一致する。有効数字 2 桁で 。