発展例題11 二酸化炭素の定量 問題160 空気中の二酸化炭素の量を測定するために, 5.0×10-mol/Lの水酸化バリウム水溶液 100mLに0℃, 1.013 ×10 Paの空気 10L を通じ, 二酸化炭素を完全に吸収させた。反 応後の上澄み液10mLを中和するのに, 1.0×10mol/Lの塩酸が7.4mL必要であった。 もとの空気 10L 中に含まれる二酸化炭素の体積は0℃, 1.013 ×10 Paで何mL か。 考え方 解答 二酸化炭素を吸収したときの 変化は,次式で表される。 吸収した CO2 を x [mol] とすると, 化学反応式から,残る Ba (OH)2 の物質量は次のようになる。 Ba (OH)2 + CO2 5.0 × 10-3 × → BaCO3+H2O 100 1000 -mol-x この反応後に残っている 反応後の水溶液100mL から10mLを用いたので, Ba (OH)2がHCI で中和され 2x 5.0×10-3× る。 Ba (OH)2 は2価, HCIは1価である。 100 1000 mol-xx 10 100 7.4 =1×1.0×10-2× -mol 1000 別解 水溶液中のCO2 を2価の酸である炭酸H2CO3 と考えると, 全体の中和につ いて次の関係が成立する。 これより, x=1.3×10mol となり, CO2 の体積は, 22.4×103mL/mol×1.3×10-mol=2.91mL=2.9mL 【別解 上澄み液10mLと中和する塩酸が7.4mL なので, 溶液100mLを中和するために必要な塩酸は74mLである。 吸 収した CO2 を x [mol] とすると, CO2 と HCI が放出したH+の 総物質量は, Ba (OH)2 が受け取ったH+の総物質量と等しい。 Nom HO 酸が放出する H+ の総物質量 =塩基が受け取る H+ の総物 質量 2xx+1×1.0×10-x 74 1000 mol=2×5.0×10 -3 × 100 1000 mol したがって, x=1.3×10-mol となる。