質量/体積パーセント濃度が2.4 w/v%の尿素水溶液がある。この水溶液のモル濃度(mol/L)と質量モル濃度(mol/kg)を計算する。ただし、尿素のモル質量は60 g/mol、尿素水溶液の密度は1.0 g/mLとする。

応用数学溶液濃度計算モル濃度質量モル濃度化学
2025/6/13

1. 問題の内容

質量/体積パーセント濃度が2.4 w/v%の尿素水溶液がある。この水溶液のモル濃度(mol/L)と質量モル濃度(mol/kg)を計算する。ただし、尿素のモル質量は60 g/mol、尿素水溶液の密度は1.0 g/mLとする。

2. 解き方の手順

まず、質量/体積パーセント濃度が2.4 w/v%であることから、溶液100 mL中に尿素が2.4 g溶けていることがわかる。
(1) モル濃度の計算
* 溶液100 mL中の尿素の物質量(モル数)を計算する。
尿素の物質量 = 尿素の質量 / 尿素のモル質量 = 2.4 g / 60 g/mol = 0.04 mol
* 溶液100 mL (0.1 L) に 0.04 mol の尿素が溶けているので、1 Lあたりのモル数を計算する。
モル濃度 = 尿素の物質量 / 溶液の体積 = 0.04 mol / 0.1 L = 0.4 mol/L
(2) 質量モル濃度の計算
* 溶液100 mLの質量を計算する。
溶液の質量 = 溶液の体積 × 溶液の密度 = 100 mL × 1.0 g/mL = 100 g
* 溶液100 g中の溶媒(水)の質量を計算する。
水の質量 = 溶液の質量 - 溶質の質量 = 100 g - 2.4 g = 97.6 g = 0.0976 kg
* 溶媒1 kgあたりの尿素の物質量(モル数)を計算する。
質量モル濃度 = 尿素の物質量 / 溶媒の質量 = 0.04 mol / 0.0976 kg = 0.4098 mol/kg
小数第3位を四捨五入して0.41 mol/kgとする。

3. 最終的な答え

モル濃度:0.4 mol/L
質量モル濃度:0.41 mol/kg

「応用数学」の関連問題

濃度不明の過酸化水素水 $H_2O_2$ 10mL に希硫酸を加え、1.5×$10^{-2}$mol/L の過マンガン酸カリウム $KMnO_4$ 水溶液を滴下したところ、24.0mL 加えたところで...

化学酸化還元反応滴定濃度計算
2025/6/14

過マンガン酸カリウム(KMnO4)とシュウ酸((COOH)2)の酸化還元反応に関する問題です。過マンガン酸カリウムが受け取る電子の物質量とシュウ酸が失う電子の物質量が等しいという関係から、過マンガン酸...

化学反応酸化還元反応物質量濃度計算
2025/6/14

与えられたポテンシャル $U(r)$ から、位置 $r$ における保存力 $\vec{F}(r)$ を求めます。ただし、$\vec{F} = - \nabla U$ であり、$\nabla = \fr...

ベクトル解析勾配ポテンシャル物理
2025/6/14

与えられたポテンシャル $U(r)$ に対して、保存力 $F(r)$ を求める問題です。ここで、$r = \sqrt{x^2 + y^2 + z^2}$ です。 具体的には、以下の4つのポテンシャルに...

ベクトル解析勾配ポテンシャル力学
2025/6/14

長さ200mの列車Aと長さ不明の列車Bが同じトンネルに同時に進入しました。両列車の先端がトンネルに入り始めてから、最後尾がトンネルに入り終わるまでに10秒かかりました。その40秒後、列車Aの先端がトン...

速さ距離時間方程式
2025/6/14

長さ120mの列車Aが長さ300mの鉄橋を渡るのに21秒かかった。同じ長さ120mの列車Bとすれ違うのに4秒かかった。列車Aと列車Bの速度の比を求める問題です。

速さ文章問題相対速度
2025/6/14

$f(x) = H(x)$ のときの $c(x,t)$ を $c_2(x,t)$ とします。ここで、$H(x)$ はヘヴィサイドの階段関数であり、$H(x) = 1$($x \ge 0$)、$H(x)...

偏微分方程式拡散方程式誤差関数ヘヴィサイドの階段関数
2025/6/14

長さ200mの列車Aと長さ不明の列車Bがトンネルに進入する。両列車の先端がトンネルに入ってから、両列車の最後尾がトンネルに入り終わるまで10秒かかる。その40秒後、列車Aの先端がトンネルの出口に到達し...

速度距離時間線形方程式物理
2025/6/14

グラフを見て、以下の記述のうち、グラフを正しく説明しているものがいくつあるかを答える問題です。 * ノートPCの全体に占める割合は毎年増加している。 * ノートPCは1999年に2000台を越...

グラフデータ分析割合解釈
2025/6/14

サウジアラビアの主要10カ国・地域との貿易に関する表が与えられています。表には、各国への輸出額とその伸び率(前年同期比)が記載されています。問題は、米国への輸出額が前年と比べておよそいくら増えたかを、...

割合計算貿易近似
2025/6/14