高校化学 要点・解法ノート
差がつく

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。

硫酸銅(Ⅱ)五水和物 $\ce{CuSO4*5H2O}$ の青色結晶。加熱して水和水を失うと白色になる
硫酸銅(Ⅱ)五水和物 \ce{CuSO4*5H2O} の青色結晶。加熱して水和水を失うと白色になる
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)
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)

「溶液と溶解」の項目

  1. 溶解のしくみ(極性で判断)必須
  2. 濃度の換算(質量%・モル濃度・質量モル濃度)必須
  3. 固体の溶解度と析出量必須
  4. 水和物の析出(硫酸銅(Ⅱ)五水和物)差がつく
  5. 気体の溶解度とヘンリーの法則必須
  6. 蒸気圧降下(なぜ沸点が上がるか)差がつく
  7. 沸点上昇・凝固点降下の計算必須
  8. 凝固点降下から分子量を求める差がつく
  9. 冷却曲線の読み方差がつく
  10. 浸透圧必須
  11. ラウールの法則(蒸気圧降下の定量)不要
  12. コロイドの性質と分類必須

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