質問: 化学ii、溶解度を用いる問いです。 次の硫酸銅(ii)の溶解度の値を用いて、以下の問いに答えよ。 60°C:39.9 80°C:56.0 ただし、式量を cuso4=160、h2o=18.0 として答えよ。 (1)80°Cの飽和水溶液100gつくるのにcuso4・5h2oは何g必要か。 〈a、56.1g〉 【解説】 100gの飽和水溶液中には{100×(56.0g/156.0g)}gの無水の硫酸銅(ii)が含まれる。 硫酸銅(ii)の結晶はcuso4・5h2oなので、含まれる無水の硫酸銅(ii)の質量に{160(g/mol)+18.0(g/mol)×5}/160g(g/mol)を乗じる。 (2)(1)の飽和水溶液100gは、60°Cに冷却すると何gの結晶が析出するか。 〈a、20.8g〉 【解説】 39.9g:139.9g=(56.08-x)×{160(g/mol)}/{250(g/mol)}:100g-x 39.9×(100-x)=89.536×(56.08-x) x=20.77g ∴20.8g 析出する結晶の質量をx[g]とし、60°Cの飽和水溶液とそこに溶解している無水の硫酸銅(ii)の質量比をxで表して求める。 80°Cで硫酸銅(ii)の結晶が56.08g溶解していることが(1)からわかる。 (3)(1)でつくった80°Cの飽和水溶液100gをしばらく放置しておいたところ、水が蒸発して結晶が50.0g析出した。 このとき水は何g蒸発したか。 〈a、39.1g〉 【解説】 100g:56.0g={x+50.0g×(90g/mol)/(250g/mol)}:50.0×{(160g/mol)/(250g/mol)} x=39.14 ∴39.1 50gの硫酸銅(ii)結晶が析出したとき、蒸発した水の質量xと、 そこに溶解していた無水の硫酸銅(ii)の質量比が、 80°Cの溶解度と溶媒の水100gの比に等しいことから求まる。 ◎以上の問いの【解説】が理解出来ずに困っています。 もう少し簡単に出来ないでしょうか? または、解説の“解説”でも結構です。お願いします。
回答: 硫酸銅の問題は結晶水をどう取り扱うかです。 ・結晶を溶かした場合、結晶水は溶媒の水の1部分になってしまう。 ・結晶が沈殿する時、結晶水の分だけ溶媒の水が少なくなってしまう。 食塩の場合と違う所です。 1つの式でいきなりやろうとしないで関係が分かる所まで充分に解きほぐしてください。図示する方法を工夫するのも有効です。 (1)だけやります。 80°Cの溶解度は56です。 水100gに硫酸銅cuso4が56.0g溶けます。全体は156gです。いきなり、全体が100gの場合を考えるとややこしいです。 この状態の水溶液を結晶硫酸銅を使って作るとすると100gの水の中の何gが結晶水から来たものになるでしょうか。 cuso4160gに対して結晶水は5×18=90gです。比を取ると56.0×90/160=31.5になります。結晶硫酸銅は56.0+31.5=87.5gになります。 全体が156gの時に87.5gですから全体が100gであれば 87.5×(100/156)=56.1になります。