60%硫酸を0.120mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液で中和滴定したところ、50ml必要であった．

60%硫酸を0.120mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液で中和滴定したところ、50ml必要であった．この時使った60%硫酸の体積を求めよ。また、60%濃硫酸の密度は1.5g/㎤とする。

この問題の答えが0.33mlです。
解き方がわからないのでわかる方詳しく教えてください！

No.1 回答者： yhr2 回答日時： 2022/04/04 19:56

化学の最も基本である「物質の量の測り方」mol を理解できていませんね？

原子であれ分子であれ、それを「アボガドロ定数」（= 6.02 * 10^23）の個数だけ集めると、それが「1 mol」の物質量になります。

そして、原子や分子を「アボガドロ定数」（= 6.02 * 10^23）の個数だけ集めると、その質量が「原子量」「分子量」「式量」に「グラム」を付けた数値になるのです。（というか、そうななるように決めた数値が「アボガドロ定数」（= 6.02 * 10^23）ということ。原子や分子１個は極めて軽いが、このぐらいの個数を集めると「グラム」のオーダーになる）
それが「mol」の意味です。

化学反応は分子・原子どうしで起こりますから、「同じ mol 数どうし」あるいは「反応式の係数に相当する mol 数どうしが反応する」ことになるので、物質の量を「mol」で表すと便利なのです。
「同じ mol なら原子・分子の個数が同じ」ということです。

つまり、例を挙げれば
・炭素（原子量12） を「アボガドロ定数」（= 6.02 * 10^23）の個数だけ集めると（つまり 1 mol の物質量）、その質量は 12グラム。ということは、炭素12 のモル質量は 12 g/mol。

・酸素（原子量16）を「アボガドロ定数」（= 6.02 * 10^23）の個数だけ集めると（つまり 1 mol の物質量）、その質量は 16グラム。ということは、酸素16 のモル質量は 16 g/mol。
　気体の酸素は酸素原子が2個結合した「分子：O2」の形なので、分子量は 32。従って酸素分子を「アボガドロ定数」（= 6.02 * 10^23）の個数だけ集めると（つまり 1 mol の物質量）、その質量は 32グラム。ということは、酸素ガスO2 のモル質量は 32 g/mol。

・CO2 （分子量44） を「アボガドロ定数」（= 6.02 * 10^23）の個数だけ集めると（つまり 1 mol の物質量）、その質量は 44グラム。ということは、CO2 （分子量44）のモル質量は 44 g/mol。

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以上の「mol」の考え方を使って問題を解きます。

硫酸と水酸化ナトリウムの反応式は
　H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O
ですから、
「硫酸 1 mol と水酸化ナトリウム 2 mol が反応して、Na2SO4 が 1 mol と H2O が 2 mol 生成する」
ということです。

0.120mol/Lの水酸化ナトリウム 50ml に含まれる NaOH は
　0.120 [mol/L] × 0.05 [mL] = 0.006 [mol]
です。

従って、この水酸化ナトリウムと反応する硫酸は
　0.003 mol
ということになります。
硫酸は式量が
　1 × 2 + 32 + 16 × 4 = 98
なので、mol 質量は 98 g/mol です。
従って、0.003 mol の質量は
　98 [g/mol] × 0.003 [mol] = 0.294 [g]　　　①

一方、「60%硫酸」の「60%」は質量濃度ですから、その体積を V [ｍL] とすると、その質量は
　M = 1.5V [g]
です。「硫酸」はその 60% ですから、硫酸の質量は
　1.5V × 0.6 = 0.9V [g]
ということになります。

これが①の 0.294 [g] ということなので
　0.9V = 0.294
→　V = 0.294/0.9 = 0.32666･･･ ≒ 0.33 [mL]