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比重を使った熱化学の計算

塩化水素3.55gを水に溶かし塩酸1995gを調整し,25℃に保たれた断熱容器に入れた。
この塩酸に水酸化ナトリウム5.00gを加えて溶解させたとき,水溶液の温度は何℃上昇するか。
塩酸と水酸化ナトリウムの中和熱を56.5(kj/mol),水酸化ナトリウムの溶解熱を44.5(kj/mol)とし
水溶液の比熱を4.18(j/g.℃),比重を1.00とする。
反応によって生じた熱はすべて溶液の温度上昇に利用されるものとする。

この問題の比重はどう使うんでしょうか。

水酸化ナトリウムの溶解熱と塩酸と水酸化ナトリウムの中和熱の和が,
Q=(44.5×5.00/40 + 56.5×5.00/40)×1000(j)

Q=4.18×(1995+5.00)×?℃

では間違いですか?
そもそも比重となんなのか・・・
検索してみても「基準物質と比べた密度比」「密度と比重は違う」「比重は単位を含めた数」などとでてきました。・・・ちんぷんかんぷんです。

「1Lの塩酸(比重1.05)の質量は1.05kg」と書いてあった文があったので,
比重の単位は(kg/l)なのかとも思いましたが・・・
基準物質によって単位が変わるなら,上の問題での比重の単位はどうなるんでしょう。

教えてください。(+o+)

投稿日時 - 2012-01-27 09:48:08

QNo.7269125

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質問者が選んだベストアンサー

密度は単位体積あたりの質量と定義され通常はg/cm^3などの形で使われますね。それに対して。比重は、基準となる物質の密度を1としたとき、その物質がいくつになるかを比で求めたものです。液体の場合では物質の質量と、その物質の同一の体積を有し、かつ圧力 1気圧 の下における純粋の水の質量との比として表わされます。ここでは比重が1としていますので、水の密度と同じということになります。したがって反応が行われても水の系で考えればよいということを述べていることになりますね。
ところで問題の内容ですが次のようになりますね。
初めに調製した塩酸溶液に含まれる塩酸の物質量は塩化水素のモル質量が36.5ですから
3.55 / 36.5 = 0.0973 mol
水の量は 1995 - 3.55 = 1992 g
加えた水酸化ナトリウムの量は5.00gですから物質量は
5.00 / (23.0+17) = 5.00 / 40.0 = 0.125 mol
溶液中に含まれた塩酸に比べて加えた水酸化ナトリウムの量は多く、中和した水酸化ナトリウムの量は0.0973 mol となります。また、中和反応によって生成した水の量は
0.0973 * 18 = 1.75 g
そこで発熱量の件ですが初めに水酸化ナトリウムが水に溶ける時の溶解熱を求めます。
水酸化ナトリウム0.125 molが溶解するのですから
0.125 * 44.5 *1000 = 5563 J
中和反応に使われた塩酸や水酸化ナトリウムの物質量は 0.0973 mol ですから
0.0973 * 56.5 * 1000 = 5497 J
したがって発生した総熱量は
5563 + 5497 = 11060 J
この溶液に含まれる水の量は
1992 + 1.75 = 1994 g
水1gの温度を1℃高めるのに必要とする熱量は4.18 Jであるので
この溶液に含まれる水を1℃高めるのに必要な熱量は
1994 * 4.18 J
したがって11060 Jの熱量がすべて水の温度上昇に使われたとすれば
11060 / (1994 * 4.18) = 1.33 ℃初めの温度が25℃ですから中和反応後の溶液の温度は26.3となります。

投稿日時 - 2012-01-27 17:09:18

お礼

とっても丁寧にありがとうございました。

投稿日時 - 2012-01-28 23:48:55

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回答(3)

ANo.2

比重は通常4℃の水に対しての重量の比率ですから、単位は有りませんね。比率には単位をつけないでしょ。

投稿日時 - 2012-01-27 11:15:33

>上の問題での比重の単位

比重は無名数(スカラー)です。
水溶液の場合、比重といったら、基準物質は水です。

投稿日時 - 2012-01-27 09:59:27

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