水和物の析出(硫酸銅(Ⅱ)五水和物)
着眼点析出する結晶が水和水を含むと、溶液から水も一緒に抜ける。析出量を x と置き、「残った溶液が低温の飽和溶液」という式を立てる。
\ce{CuSO4*5H2O}(式量 250)の x g には、\ce{CuSO4}(160)が \dfrac{160}{250}x g、水が \dfrac{90}{250}x g 含まれる。
例題
1
\ce{CuSO4} の溶解度(無水物の g / 水 100 g)を 60 ℃ で 40、20 ℃ で 20 とする。60 ℃ の飽和溶液 140 g を 20 ℃ に冷やすと、\ce{CuSO4*5H2O} は何 g 析出するか。有効数字2桁で。\ce{CuSO4}=160、\ce{H2O}=18。
解答
140 g の飽和溶液は 水 100 g + \ce{CuSO4} 40 g。析出量を x g とすると、残りの溶液は
溶質 40 - 0.64x、水 100 - 0.36x
これが 20 ℃ の飽和溶液(溶質:水 = 20:100)なので 100(40 - 0.64x) = 20(100 - 0.36x) 4000 - 64x = 2000 - 7.2x,\quad 56.8x = 2000,\quad x = 35.2 答え 35 g
(検算: 溶質 40 - 22.5 = 17.5、水 100 - 12.7 = 87.3、比 17.5/87.3 = 0.200)
溶質 40 - 0.64x、水 100 - 0.36x
これが 20 ℃ の飽和溶液(溶質:水 = 20:100)なので 100(40 - 0.64x) = 20(100 - 0.36x) 4000 - 64x = 2000 - 7.2x,\quad 56.8x = 2000,\quad x = 35.2 答え 35 g
(検算: 溶質 40 - 22.5 = 17.5、水 100 - 12.7 = 87.3、比 17.5/87.3 = 0.200)
確認問題
1
\ce{CuSO4*5H2O} 25 g に含まれる \ce{CuSO4} は何 g か。
答え
16 g(25 \times 160/250)