水酸化ナトリウム（苛性ソーダ）の濃度計算について

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質問者：mizurioshun30
質問日時：2014/06/06 19:34
回答数：2件

水酸化ナトリウム（苛性ソーダ）についての質問です。

９９％、フレーク状の水酸化ナトリウムを使用して、４８％の濃度の
水酸化ナトリウム水溶液を１０リットル作りたいのですが、
比重などが関係して、計算方法が解りません…

確か４８％の水酸化ナトリウム水溶液の比重は１．５g/cm3で
９９％の方の比重は、２．１３g/cm3だったと思うのですが
どなたか、分かりやすく計算方法を教えていただけないでしょうか？

宜しくお願い致します。

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回答 (2件)

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No.1ベストアンサー

回答者： hg3
回答日時：2014/06/07 00:17

まず、この手の問題を考える時は、単に「％」ではなく、何の％なのかをきちんと確かめるようにして下さい。

以下、%は、質量%のこととして説明します。
そうでないなら、説明が全く変わります。

48質量%の水酸化ナトリウム水溶液の比重が1.5g/cm3なので、10リットルであれば15kg。
その水溶液に含まれる水酸化ナトリウムは、7.2kgです。(15×0.48=7.2)

一方、フレーク状の水酸化ナトリウムの濃度が99質量%ということは、フレーク状の水酸化ナトリウム7.27kgを用意すれば、その中に含まれる水酸化ナトリウムが7.2kgになります。（7.27×0.99≒7.2）

フレーク状の水酸化ナトリウム7.27kgを用意し、そこに水を7.73kg加えれば、水溶液全体の重さが15kgでその中に含まれる水酸化ナトリウムが7.2kgになります。
つまり、48質量%の水酸化ナトリウム水溶液が10リットルになります。

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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございました。
とても丁寧なご回答に感謝いたします。

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お礼日時：2014/06/08 19:20

No.2

回答者： ORUKA1951
回答日時：2014/06/07 11:00

すべての記載が(w/w)% 質量/質量パーセント濃度だとして、1.5g/cm³が比重として・・

　10L、すなわち、10×1.5 = 1500gの水溶液中に48% = 1500×0.48 = 720gの水酸化ナトリウムが溶けている。
　純度は99%ですから、720÷0.99 = 約727gが必要になる。

フレーク状のものの体積は正確には測れませんから、比重は関係ない。天秤で重さを量りましょう。

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この回答へのお礼

ご回答、ありがとうございました。
丁寧なご回答に感謝いたしますが、先に回答をいただいた方を
ベストアンサーに選ばせていただきました。

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お礼日時：2014/06/08 19:18

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つまり比重は1.485になりそうな感じがするのですが、

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この差はどこからくるのでしょうか？

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３日ほど考えても調べても分からないので困っています。

Aベストアンサー

＃1のお答えと同じ事を申しますが、
>１リットルは1.485kgになりそうな感じで、つまり比重は1.485になりそうな感じがするのですが、…
と言う「論理」は全く理解出来ません。
実際はお書きになっているように48.5%溶液の密度は1.511g/mL、18.32mol/L、ここから求まる水酸化ナトリウム量732.9g/L、水量778.3g/Lになります。
引用元、↓
http://www.saitama-u.ac.jp/ashida/calcgrap/apadj002.html

なお、水1Lと水酸化ナトリウム485gの混合物は。上記サイトを使うと1.095L、濃度32.66%、モル濃度11.07mol/Lになります。

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Aベストアンサー

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また、読んでもらうような代物でないとしても、あまりにも省略すると
自分で記述していて自分で勘違いすることもあります。

例えば、
> 水酸化ナトリウムは40g/molなので、4gだと0.1mol。　　…1
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３．No.2 のお礼欄のボーメ・比重の式（サイトＢ）は正しい。　この式は、水より重い液体に適用される式です。

　　ｄ＝１４４.３／（１４４.３－Ｂh）
　　　ｄ　：１５℃水溶液の比重（４℃の水を規準として）
　　　Ｂh ：１５℃水溶液のボーメ度

この式は元々実験式ですし、また式の成り立ちから見ても計算結果の有効数字は３桁か、せいぜい４桁と考えるべきです。
従って、１５℃水溶液のＢh＝１３.０とするとこの水溶液の比重ｄは；
　　ｄ＝１４４.３／（１４４.３－１３.０） ≒ １.０９９　

「サイトＡ」の比重計算結果で、Ｂh＝１２～１４については計算間違いしているようですね、多分・・・

５．水温の、密度 ρ（kg/m3）に及ぼす影響について
標準大気圧（１atm）における純水の密度は、水温により下記の如く、少しだけですが変化します。

　水温ｔ（℃）　　　密度 ρ(kg/m3)
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
　　　　５　　　　　１０００．０　　　　　　　
　　　１０　　　　　　９９９．７
　　　１５　　　　　　９９９．２
　　　２０　　　　　　９９８．３
　　　２５　　　　　　９９７．１
　　　３０　　　　　　９９５．７
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
５℃の水と２５℃の水では、密度の差は約０.３％だけですから大勢には余り影響ないような気がします。食塩水のデータは残念ながら判りません。

この程度の差が気になるようでしたら、２項で述べた試料の入ったメスシリンダーを冷蔵庫に入れ、１５℃前後に冷えた頃を見計らってボーメ度を測ればいかがでしょうか。

６．ＮaＣl水溶液の比重・ボーメ度と塩分濃度の関係

　温度１５℃のＮaＣl 水溶液　
　　比重（ｄ）　　ボーメ度（Ｂh）　塩分濃度（wt％）
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
　　１．００　　　　　　０．１　　　　　　０．１
　　１．０２　　　　　　３．０　　　　　　２．９
　　１．０４　　　　　　５．７　　　　　　５．６
　　１．０６　　　　　　８．３　　　　　　８．３
　　１．０８　　　　　１０．８　　　　　１１．０
　　１．１０　　　　　１３．２　　　　　１３．６
　　１．１２　　　　　１５．６　　　　　１６．２
　　１．１４　　　　　１７．８　　　　　１８．８
　　１．１６　　　　　２０．０　　　　　２１．２
　　１．１８　　　　　２２．１　　　　　２３．７
　　１．２０　　　　　２４．２　　　　　２６．１
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
上表の如く、１５℃のボーメ度（Ｂh）と塩分濃度（wt％）は非常によく似た数値となるのが特徴です。ボーメ度（Ｂh）を監理する事により、その値に近い塩分濃度（wt％）を間接的に監理している事になります。
　　塩分濃度（wt％）＝ＮaＣl／（Ｈ2Ｏ＋ＮaＣl） * １００

参考：日本機械学会編集機械工学便覧－熱力学編－

以上、とりとめのないことを書いてしまいました。ご参考程度にして下さい。

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昔はこんな計算は簡単にできたようなきがするのですが・・・

全く忘れてしましました。

すいません

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化学反応はモルで計算しなければ分量があいません。

ＮａＯＨの式量＝４０なので、
１ｋｇの物質量＝１０００／４０＝２５〔ｍｏｌ〕

３５％の硫酸の密度は１．２６〔ｇ／ｍＬ〕くらいなので、
１Ｌでは１２６０〔ｇ〕になります。
このうち３５％がＨ２ＳＯ４なので、
Ｈ２ＳＯ４〔ｇ〕＝１２６０×０．３５＝４４１〔ｇ〕
Ｈ２ＳＯ４の分子量＝９８なので、
Ｈ２ＳＯ４〔ｍｏｌ〕＝４４１／９８＝４．５
よって、濃度は４．５〔ｍｏｌ／Ｌ〕になります。

反応式より、ＮａＯＨ：Ｈ２ＳＯ４＝２：１で反応するので、
硫酸の体積をχ〔Ｌ〕とすると、
２５：４．５χ＝２：１
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ただし、この中で使った３５％硫酸の密度が推定値（有る程度正しいはず）
なので、正確な値は密度を調べて計算してください。

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Q比重の単位って？もうわけわからない・・・。

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鉄の比重を7.85で計算すると考え、以下の疑問に答えてもらいたいのですが、
縦100mm・横100mm・厚さ6mmの鉄板の重さを計算したい場合、
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＃3番の方の説明が完璧なんですが、言葉の意味がわからないかもしれないので補足です

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おっしゃるとおり、計算をする時は単位をそろえる必要があります
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