環境計量士 第76回 環濃 問題2｜濃アンモニア水の量【過去問解説】

解答

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解説

0.60 mol/L のアンモニア水溶液を 1 L 調製するために必要なアンモニアの物質量を求めます。$$0.60 \times 1 = 0.60 \ \mathrm{mol}$$0.60×1=0.60 mol

アンモニアは NH₃ なので、モル質量は次のとおりです。$$14.0 + 1.0 \times 3 = 17.0 \ \mathrm{g/mol}$$14.0+1.0×3=17.0 g/mol

したがって、必要なアンモニアの質量は、$$0.60 \times 17.0 = 10.2 \ \mathrm{g}$$0.60×17.0=10.2 g

となります。

次に、濃アンモニア水は質量分率で 28.0 % のアンモニアを含むため、濃アンモニア水の質量を $x$x g とすると、$$0.280x = 10.2$$0.280x=10.2$$x = \frac{10.2}{0.280} = 36.4 \ \mathrm{g}$$x=0.28010.2​=36.4 g

つまり、必要な濃アンモニア水の質量は約 36.4 g です。

ここで、濃アンモニア水の密度は 0.90 g/mL なので、体積は次のように求められます。$$\frac{36.4}{0.90} = 40.4 \ \mathrm{mL}$$0.9036.4​=40.4 mL

選択肢の中で最も近いものは 41 mL です。

したがって、正解は 3 です。

ポイント

この問題では、質量分率 28.0 % を使って、まず濃アンモニア水の質量を求めることが重要です。

質量分率は体積の割合ではないため、いきなり mL を求めるのではなく、$$\text{物質量} \rightarrow \text{アンモニアの質量} \rightarrow \text{濃アンモニア水の質量} \rightarrow \text{体積}$$物質量→アンモニアの質量→濃アンモニア水の質量→体積

の順に計算します。