化学の濃度について

鉄標準液（1000ppm）0.103ｇとシュウ酸9.859ｇによる溶液のｐｐｍはいくつでしょうか？

シュウ酸の比重は1としています。

先生によると10ｐｐｍいかになるそうなのですが、自分で計算したところどうしても10以上になってしまいました。

よろしくお願いします。

No.1 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2022/11/26 14:56

もともとの ppm (Parts Per Million）が「質量比」だと思うので、比重は関係ありません。

鉄標準液（1000ppm）0.103 g 中の「鉄」の質量は
　0.103 [g] × 1000/1000000 = 1.03 × 10^(-4) [g]

これが、両者を足した溶液
　0.103 [g] + 9.859 [g] = 9.962 [g]
の中に存在するので、その鉄の比率は
　1.03 × 10^(-4) [g] / 9.962 [g] = 1.0339･･･ × 10^(-5)
≒ 1.03 × 10^(-5)
＝10.3 [ppｍ]
です。

書かれた数値に間違いがなければ、10 ppm 以下になることはないと思います。

ただし、「シュウ酸鉄」が固体として沈殿した残りの溶液の中の鉄濃度であれば、おそらく 10 ppm 以下になると思います。

No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2022/11/26 15:15

No.1 です。

では、シュウ酸鉄が固形物として沈殿した後に残った溶液の鉄の濃度はいくつになるか？

鉄標準液（1000ppm）0.103 g 中の「鉄」の質量は
　0.103 [g] × 1000/1000000 = 1.03 × 10^(-4) [g]

これは鉄の原子量 55.845 より
　1.03 × 10(-4) [g] / 55.845 [g/mol] = 1.84 × 10^(-6) [mol]
になります。

鉄とシュウ酸との反応で生成するシュウ酸鉄は
・２価のシュウ酸鉄（Ⅱ）
　Fe + C2H2O4 → Fe(C2O4) + H2
または
・３価のシュウ酸鉄（Ⅲ）
　2Fe + 3C2H2O4 → Fe2(C2O4)3 + 3H2

シュウ酸の式量は 90.03 なので、9.859ｇ のモル数は
　9.859 [g] / 90.03 [g/mol] = 1.10 × 10^1 [mol]

ということは、シュウ酸の量の方が圧倒的に多いので、ほとんどすべての鉄がシュウ酸鉄（Ⅱ）またはシュウ酸鉄（Ⅲ）となると考えられます。
従って、残った溶液の鉄の濃度は「ほとんど 0 ppm」ということになると思います。