28％アンモニア水を量り、水で全量500 mL とした後、その20 mL を正確…
28％アンモニア水を量り、水で全量500 mL とした後、その20 mL を正確に量り、さらに水で全量1000 mL とした。この水溶液のpH を測定したところ、11.0であった。28％アンモニア水の採取量に最も近いのはどれか。1つ選べ。ただし、28％アンモニア水の比重 d = 0.90、アンモニアの分子量NH3 = 17、アンモニアの塩基解離定数 Kb = 1.7 × 10⁻⁵ mol/L、水のイオン積［H⁺［OH⁻］ ］=1.0 × 10⁻¹⁴（mol/L）²、 1 0． から 1 1． の範囲の値は1 とし、温度は25 ℃とする。
- ⑴ 10 mL10 mLではNH3が約2.5 gしかなく、最終液のpHは11.0より低くなります。
- ⑵ 20 mL20 mLではNH3が約5 gで、計算で求まる25 gに足りません。
- ⑶ 50 mL50 mLではNH3が約12.6 gで、計算で求まる25 gの約半分です。
- ⑷ 100 mL25 gのNH3を含む量は25÷0.252≒100 mLとなるので正答です。
- ⑸ 200 mL200 mLではNH3が約50 gとなり、必要量の約2倍です。
解説
正解は⑷です。pH 11.0より[OH⁻]＝1.0×10⁻³ mol/Lで、弱塩基では[OH⁻]＝√(Kb・C)なので、C＝(10⁻³)²/1.7×10⁻⁵≒1/17 mol/Lです。最終液1000 mLはもとの500 mL液20 mLを50倍に薄めたので、500 mL液の濃度は50/17 mol/L、その中のNH3は25/17 mol、つまり25 gです。28％アンモニア水1 mLには0.90×0.28≒0.25 gのNH3が含まれるので、採取量は約100 mLです。
出典：厚生労働省ホームページ（https://www.mhlw.go.jp/stf/seisakunitsuite/bunya/0000198928.html）を加工して作成