どんな式で水と濃硫酸(98%)の体積の比を求めたのか詳しく教えてもらえますか?pH4以外のも比を求めなくてはいけなくなりました。実に困ってます。緊急事態ですえ。

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A 回答 (1件)

 pH の一番簡単な定義は、pH = -log[H+] です。

(本当はちょっと違うのですが、今回は無視できます。)すなわち水素イオン濃度(モル単位、M、 mol / L)の対数の符号を反転したものです。例えば、
水素濃度 0.01 M は、-log(0.01) = 2 なので pH = 2
水素濃度 0.0001 M は、-log(0.0001) = 4 なので pH = 4
となります。

 濃硫酸は、比重 1.84 なので1 L の質量は 1840 g。分子量 98.08 で、濃度 98% なので、1840 x 0.98 / 98.08 = 18.4 M すなわち 36.8 N です。(ずれた!!普通は 96% なので 36.0 N になるのです。)すなわち硫酸 1 L あたり 36.8 mol の水素イオンを持っています。よって水素イオン濃度を 0.0001 M にしようとすると、硫酸の量は 0.0001 / 36.8 = 2.71 x 10~(-6) L つまり 2.71 micro litter です。(ごめんなさい。ずれました)ただし、硫酸の中の水素イオンがすべて解離しているという条件です。(重要!)

 強酸は希薄溶液下では、水素イオンと共役塩基に完全解離していると見なせます。硫酸は強酸ですが、2つ水素イオンを持っているので(H2SO4 なので)すこし特殊なのですが、pH が3程度なら完全解離とみてさしつかえ有りません。(塩酸のように一価のものは、pH = 1 でもだいたい大丈夫。)また、あまりに薄いと水由来の水素イオンが影響してくるので、pH = 6 程度までが有効です。

分析化学の教科書には詳しく載ってます。

例:
pH = 3.5
水素イオン濃度は 10^(-3.5) = 0.00032、よって 0.00032 / 36.8 = 8.59 x 10^(-6) つまり 8.59 micro litter。

pH = 4.3
水素イオン濃度は 10^(-4.3) = 0.000050、よって 0.00032 / 36.8 = 1.36 x 10^(-6) つまり 1.36 micro litter。


 というわけで、いかかどすか?(濃度・比重の数値が違うかも知れないので、規定値を再計算してして使ってください。)
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Qこの濃硫酸のモル濃度(mol/l)はいくらか

市販の濃硫酸の質量パーセント濃度98.0%,その密度は1.84g/cm3である。
この濃硫酸のモル濃度はいくらか
この濃硫酸の規定濃度はいくらか
この濃硫酸を水で薄めて1.00mol/l希硫酸500mlを作るには、濃硫酸は何ml必要か。

Aベストアンサー

モル濃度とは1L中のH2SO4の物質量です。
ですから、体積を1Lに設定して計算するとわかりやすいです。

1Lの濃硫酸の質量=1000×1.84=1840〔g〕
そのうち98%がH2SO4だから、
H2SO4の質量=1840×0.98〔g〕
H2SO4の分子量は98だから、
H2SO4の物質量=1840×0.98/98=18.4〔mol〕
溶液の体積は1Lだから、18.4〔mol/L〕

規定度はあまり使わなくなった言葉ですが、酸の場合はH+のモル濃度です。
硫酸は2価ですからモル濃度に2を掛けます。

濃硫酸に水を加えてもH2SO4の物質量は変わりません。
1.0mol/Lの希硫酸500mLに含まれるH2SO4は
1.0×500/1000=0.5〔mol〕
したがって、x〔mL〕の濃硫酸にH2SO4が0.5mol入っていればいいです。
18.4×(x/1000)=0.5

Q水と濃硫酸の体積の比

pH4の硫酸の場合、水と濃硫酸(98%)の体積の比はいくらになるのでしょうくわ?

Aベストアンサー

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 でも、実際には難しいと思いますよ。このあたりは、ちょっと量が違うだけで大きく pH がずれてしまいます。緩衝液にしたほうがいいと思いますぐあ、、

Q硫酸水溶液の濃硫酸の量を求める問題について教えてください

硫酸水溶液の濃硫酸の量を求める問題について教えてください

0.5mol/Lの硫酸水溶液200mLを、濃度98wt%の濃硫酸から
つくろうとする場合、必要な濃硫酸の量はいくらか。

ただし、H2SO4の分子量は98、濃硫酸の密度は2.0g/cm3とする。


答えは5.0mLです。

考え方、式を教えて下さい。

Aベストアンサー

?.1L中の硫酸量を求める
   1000*2.0*0.98=1960g/L
1960/1000=1.96g/ml
?. 1mol硫酸の量は 98g/Lだから0.5mol 98/2=49g/L
200ml作るのであるから 1000/200=5
従って200mlでは、49/5=9.8g/200mlとなる
 ?.1ml=1.96gだるから比例計算で
   1:1.96=X:9.8   X=5mlとなる

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水を電気分解すると酸素と水素が体積比1:2で電気分解されます。H20だから当たり前じゃないかと友人から言われましたが、酸素原子の方が水素原子より圧倒的に大きい筈です。

すると酸素原子の方がずっと体積があると思うのですが、実験の結果は友人の言う通りです。ここのところが釈然としていません。どなたか納得のいく説明をして下さると有り難いです。

Aベストアンサー

気体の分子は激しく振動しています(振動するのは気体に限りませんが)。
同じエネルギーでは、軽いほど振幅が大きく振動します。
重たいと、比較の上では振幅は小さくなります。
またこの振動は非常に高速のため、見かけ上は振動の幅が分子が占めている領域になります。
例えば、横の振動だけで考えると1mmの水素が9mmの幅で高速振動、占める幅は10mm。
5mmの酸素の場合、同じエネルギー(例温度)では5mm幅でしか振動できないと、占める幅は10mm。
見かけ上の幅はどちらも10mmになります。
もちろん、上の例は厳密な計算ではありません。

Q質量パーセント濃度30%の濃硫酸H₂SO₄の密度は1.8/cm³である。次の問に答えよ。 (1)3

質量パーセント濃度30%の濃硫酸H₂SO₄の密度は1.8/cm³である。次の問に答えよ。

(1)30%の希硫酸50gをつくるには、この濃硫酸が何mL必要か。
(2)2.0mol/Lの希硫酸を800mLつくるには、この濃硫酸が何mL必要か。

原子量 H=1.0、O=16、S=32

この問題の解説をお願いします

Aベストアンサー

H2SO4=分子量98
質量パーセント濃度30%で50gの希硫酸では、15gの硫酸が必要。
15/0.98=15.3gの98%濃硫酸が必要。
密度が1.8g/cm^3
15.3/1.8=8.5mL 答え 約8.5mLの質量パーセント濃度98%濃硫酸が必要

2.0mol/L希硫酸800mL中には1.6molの硫酸が入っている
1.6×98=156.8gの硫酸が必要
156.8/0.98=160gの98%濃硫酸が必要。
160/1.8=88.9mL 答え 約88.9mLの質量パーセント濃度98%濃硫酸が必要

Q水蒸気と乾き空気の体積比はどのような算出方法でしょうか

相対湿度や絶対湿度などの分圧比や重量比など
計算例は良く見かけますが、混合空気内の水蒸気と乾き空気の体積はどのように求めればよいのでしょうか。
知識のある方ぜひご教授お願い致します。
例えば大気圧1m3あたりの50℃の飽和蒸気の水蒸気と乾き空気の体積、各分圧比となるのでしょうか?

Aベストアンサー

厳密な体積比を求めることは難しいですが、
理想気体を仮定すれば、分圧比がそのまま体積比になります。

50℃の水の飽和蒸気圧は、手元の表によると、93 mmHgだそうです。
760 mmHgで測定しているとすると、水蒸気と乾燥空気の分圧は、
それぞれ93 mmHg, 667 mmHgとなり、理想気体ならそのままモル比となります。
気圧の変化に対して水蒸気の飽和蒸気圧は余り変化しないので、
低気圧(700 mmHg)なら、水蒸気と乾燥空気の分圧は93 mmHg, 607 mmHgとなります。

最後に重量の求め方ですが、
それぞれの分子量(乾燥空気ならN2 78%, O2 21%, Ar 1%を平均したもの)をモル密度にかければ求まります。
モル密度はボイル=シャルルの式から求まりますね?

Q濃硫酸から希硫酸を作る時

濃硫酸から希硫酸を作る時、
 (1)水の中へ濃硫酸を少しずつ加えるという操作をして作るのであり、
 (2)濃硫酸の中に水を加えるという操作をしてはいけないことを知りました。その(2)をしてはいけない理由は(2)をすると加えた水が密度の大きい濃硫酸の表面に浮かんだ状態になり、このとき多量の溶解熱により、加えた水が急激に沸騰して、濃硫酸が飛び散るからというのは分かりました。ただ、ここで疑問に思ったのはこれは(1)の操作をしても、(2)の操作をしてもどちらでも発熱するのですか?

Aベストアンサー

どちらも発熱します。ただし水に加えた硫酸は、硫酸に加えた水のように簡単には沸騰しません。(沸点が違う)そして硫酸は表面に浮いたりしないので、速やかに水の中に拡散します。溶解熱も水全体で受け止めれば問題ありません。

QSN比の求め方について

SN比を求めるための式で,信号の分散から雑音の分散を割ることで求められるとwikipediaに書いてあるのですが,これらの分散とはどういう意味なのでしょうか?

確率の本などを調べてもこのような式は載っていませんし,信号処理の本では分散の求め方が省略されているため,分かりませんでした.
ご存知の方がいましたら,簡単な意味や,求め方を教えてください.

Aベストアンサー

こんにちは。
熱心にお考えですね。
また、Wikipediaの書き方もちょっと不足でしょうね。
このため、このwikipediaの説明で意図している「分散」の意味については私も不安ですが、次のような説明ではいかがでしょう。
ちょっと鉛筆を持ってご自身でいい加減な波形を書きながら考えてみて下さい。

現在、電気通信で使用されている信号を交流の一種と呼ぶことができるのは疑問はないでしょう。

このとき、例えば目的とした信号がデジタルの場合について、"0"が-5V,"1"が+5Vのとき、「平均値は0Vで、振れ幅はプラスマイナス5V」と表現できますね。
他方、これを邪魔しようとする雑音の波形を想像しましょう。雑音も、多くはプラスマイナスの両側に振れる波形であり、単純に考えれば、「強い雑音」は、「だいたいプラスマイナス5vくらい」、「弱い雑音」は「だいたいプラスマイナス2vくらい」を想像することになるでしょう。
しかし、雑音は、信号と違って振れ幅が意図されていないので、このイメージが適切ではないこともお気づきでしょう。「雑音の波形はめちゃくちゃで振れ幅が均等ではない」・・・
従って、「強い雑音」は、「プラスマイナス1vくらい弱い波のときが多いが、3vのときも結構あり、10vという特に強い波になるときもしばしばある」。「弱い雑音」は、「プラスマイナス1vくらいのときがすごく多く、3vのときがちょっとはあるが、10vのような強い波になるときはめったにない」という波形になります。
このとき、どちらもプラスとマイナスに振れる波形なので、単純な「平均値」はどちらも0V。だからといって雑音の強度が同じではないことはおわかりでしょうし、その強さを表現するためには、「1vを通過する頻度、2vを通過する頻度、3vを・・・・10vを通過する頻度」をグラフに書いて、これを加重平均したら良いのではないか・・・ということはお気づきでしょう。
このような、ある意味単純な頻度との加重平均のことを統計学として「分散」と呼んでおり、WikipediaのS/Nの「分散」はこれを指していると思いますし、ちょっと見では難解ですが、さらに単純な考え方では「プラスマイナスの信号のプラス側分だけを見たときの平均値」とも言えます(ここまで言うとちょっと大きな不正確要素も出てきますが)。

なお、このような「強い波や弱い波の加重平均」は、雑音だけではなく信号にも当てはまります。先の例では単純なデジタル信号を上げましたが、音楽の信号などは、人間が意図的に信号として扱っているとはいえ、弱い波や強い波の混合波形ですので、結局、こちらも「強度は分散の値である」と表現できます。

(また、コンピュータ用などでは、直流成分を持った(プラスマイナスではなく、プラス側にしか振れない)信号や雑音もありますが説明は省略します。直流成分が影響する問題もないわけではないですが、出番は少なく、実際の回路でも直流分の雑音(障害)は比較的単純に除去できますので・・・)

さてさて、いかがでしょうか。お役に立てば幸です。

こんにちは。
熱心にお考えですね。
また、Wikipediaの書き方もちょっと不足でしょうね。
このため、このwikipediaの説明で意図している「分散」の意味については私も不安ですが、次のような説明ではいかがでしょう。
ちょっと鉛筆を持ってご自身でいい加減な波形を書きながら考えてみて下さい。

現在、電気通信で使用されている信号を交流の一種と呼ぶことができるのは疑問はないでしょう。

このとき、例えば目的とした信号がデジタルの場合について、"0"が-5V,"1"が+5Vのとき、「平均値は0Vで、振れ幅はプラ...続きを読む

Q硫酸と濃硫酸

硫酸と濃硫酸の違いについて悩んでいる人がいます。
彼は友人から「化学的な性質が違うんだから、
別物だよ」と言われたそうです。
が、先生には同じものだと言われたそうです。
私も、希硫酸と濃硫酸は明らかに違うけれど、
硫酸と濃硫酸は同じものを意味しているのではないか
と思っています。薄めていないと言う意味で・・・。市販の硫酸って、濃硫酸(原液)のことですよね?

彼は、比色定量が失敗した原因を
その点に求めているらしいのですが・・・。

Aベストアンサー

JIS K 8951 硫酸(試薬)は、純度;95.0%以上 など11の試験項目で保証されています。分析用でしたらこれを
使われたらいかがでしょうか。
濃硫酸=硫酸 と考えてよいのですが、元封の容器でないと不純物が混入している心配はあります。
更に不純物が少ない高純度試薬も市販されています。

QSN比の求め方について

SN比は信号の分散を雑音の分散で割って求めることができるそうですが,
この「信号の分散」というものについてどのように理解したらよいか分かりません.

課題でグラフを用いて説明する必要があるのですが,調べ方が悪いのか
関連するグラフや説明はどの本にも載っていません.

どんな些細なヒントでも構いませんので,信号の分散とは何なのかご存知の方が
居られれば教えてください.
できれば,グラフを用いて表現する方法についても教えてください.
よろしくお願いいたします.

Aベストアンサー

他のかたの解答と近いのですが、私流に。
信号とはどういうものであるか、という定義にも依存するのですが、簡単のために平均値が0の信号波形としましょう。
この信号波形の全パワーを求めたい。それは信号振幅を自乗して積分すればよい。単位時間(あるいは単位長)あたりの信号パワー密度であれば、それを観測時間(あるいは観測長)で割る。この式をAとする。いっぽう、この波形の分散を求める式を組み立ててみてください。それはA式と全く同じになることに気がつくはずです。
つまり信号波形の分散とは信号パワー密度(信号のエネルギー密度と言ったほうが良いのかも?)

以上は実時間(実空間)での説明ですが、#1様はこれを周波数面で議論しています。同じなんです。レーレーの定理だかパーシバルの定理だかで、どっちで議論しても同じことです。
一方、雑音のほうの分散を考えるというのは、単位時間(あるいは単位長)あたりの雑音パワー密度。
だから両者の分散の比でSN比を議論するというのは自然なことだと思います。

(実は平均値が0の信号でないともうちょっと話が複雑になってくるでしょう。何をもって意味のある信号(情報)だとするか、約束事次第という面があるので。このへんは分野によると思います。)

他のかたの解答と近いのですが、私流に。
信号とはどういうものであるか、という定義にも依存するのですが、簡単のために平均値が0の信号波形としましょう。
この信号波形の全パワーを求めたい。それは信号振幅を自乗して積分すればよい。単位時間(あるいは単位長)あたりの信号パワー密度であれば、それを観測時間(あるいは観測長)で割る。この式をAとする。いっぽう、この波形の分散を求める式を組み立ててみてください。それはA式と全く同じになることに気がつくはずです。
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