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中学 · 10分

所定濃度の溶液の調製

硫酸銅(II)を量り取り、水に溶かして、溶質の量が濃度をどう決めるかを見る。

目的

溶解という微視的過程を定義式 cM=n/Vc_M = n/V に結びつけ、目標モル濃度に必要な質量を見積もる。

器具と試薬

硫酸銅(II)五水和物 CuSOX4 ⋅ 5 HX2O\ce{CuSO4.5H2O}、蒸留水、ビーカー、天秤、メスフラスコ、攪拌棒。

手順

  1. スライダーで少量の CuSOX4\ce{CuSO4} を選び、結晶がビーカーの水に落ちるのを見る。
  2. 粒子が固体から離れて広がり、青色が均一になるまで見る——溶液は均一になった。
  3. スライダーを上げる：同じ体積に溶質が増えると濃度 cM=n/Vc_M = n/V が大きくなる。
  4. 0.10 M の CuSOX4\ce{CuSO4} 溶液 250 mL に必要な質量を計算し（M=249.7 g/molM = 249.7\ \mathrm{g/mol}）、スライダーで確かめる。

観察すること

  • 結晶が消え、液体全体が均一な淡青色になる——溶解が完了した。
  • 体積を固定して溶質の質量を倍にすると濃度も倍になり、色が濃くなる。

解説

溶解では CuX2+\ce{Cu^{2+}} と SOX4X2−\ce{SO4^{2-}} イオンが水分子の間に分散する。濃度 cM=n/Vc_M = n/V は溶液 1 L あたりの溶質のモル数なので、質量を増やすと大きくなり、希釈すると小さくなる。

ゆかりの化学者

アメデオ・アヴォガドロ

関連トピック

モル・モル質量・溶液の濃度溶液・溶解度・束一的性質

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