至急
高一の化学基礎です。
クエン酸と炭酸水素ナトリウム、ショ糖、レモン果汁を使って瓶ラムネを作る実験です。
クエン酸3グラム、炭酸水素ナトリウム3,9グラム、ショ糖10グラム、レモン果汁20mlを使用したときに、発生する二酸化炭素の量を求めたいです。
モルは習っていないため、モルを使わないで求められる計算を教えてください。
よろしくお願いします。
ベストアンサー
その問題をモルの概念を用いずに解くことは不可能です。(多分)
だからモルを用いずに解く方法を探すより、モルについて学んだ方が早いと思います。
一応モルをガッツリ用いた解法を添えておきます。クエン酸は無水和物として扱い、有効数字は3桁にしておきます。
まずショ糖は二酸化炭素の発生に関係しないので無視します。
次に、炭酸水素ナトリウムの分子量は約83.98gであるから、この実験において炭酸水素ナトリウムは3.9÷83.98≒0.04644mol用いることになります。
この炭酸水素ナトリウム全てから二酸化炭素を発生させるのに必要なクエン酸の量は、クエン酸が3価の酸であることを考えると0.04644÷3≒0.01548molとなります。
そして、クエン酸無水和物の分子量は約198.12gであるから、この実験においてクエン酸は3÷198.12≒0.01541mol用いることになります。これだと炭酸水素ナトリウムを全て反応させるにはわずかに足りませんが、レモン果汁に含まれるクエン酸を加えると足ります。(レモン果汁に含まれるクエン酸の量の吟味は長くなるので省略しました)
炭酸水素ナトリウム1分子当たり1分子の二酸化炭素が発生するから、この実験で二酸化炭素は約0.04644mol発生します。二酸化炭素の分子量は約44.01gであるから、この実験では44.01×0.04644≒2.04gの二酸化炭素が発生します。また常温常圧下では気体は種類に関わらず、1mol当たり24.97Lの体積を持つので、この実験では24.97×0.04644≒1.16Lの二酸化炭素が発生します。
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