Higher Tier, Chemistry-only: determine acid concentration from RP2 data
導入済み| English | 意味 |
|---|---|
| known concentration/nəʊn ˌkɒnsənˈtreɪʃn/ | 既知濃度 |
| titration concentration/taɪˈtreɪʃn ˌkɒnsənˈtreɪʃn/ | 滴定による濃度 |
この観察を説明する要因は何か？
- Higher Tier：既知の水酸化ナトリウム溶液で未知の硫酸濃度を決定できる。方程式がH₂SO₄に対してNaOHを2つ必要とするため、酸の量はアルカリの量の半分である。
- まず予測を立てる。比較したい量や特徴を明記し、2つの説明を区別できる証拠は何かを決定せよ。
モデルを構築する
- 2NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2H₂O の化学反応式において、酸の物質量 n(acid) = n(NaOH)/2 です。まず、アルカリの物質量を濃度 × ピペットで採取した体積（dm³）として計算します。これを2で割り、さらにその値を平均の酸の滴定体積（dm³）で割ります。酸のモル濃度を質量濃度に変換するには、モル質量を掛け合わせます。 supplied H=1, S=32, O=16 とするとき、H₂SO₄ のモル質量は 98 $\dfrac{\text{g}}{\text{mol}}$ です。
- 既知濃度: 計算に使用される参照溶液の供給された濃度；滴定濃度: 反応する物質量と測定した溶液の体積から導かれる濃度。
For 2NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2H₂O, how do acid and alkali amounts relate?
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The equation 2NaOH + H2SO4 shows 2 moles of alkali per mole of acid, so the acid amount is HALF the alkali amount. Equal amounts would contradict the balanced equation.
Match each technical term to its precise meaning.
難易度 2/5 · 140 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
Use the definitions to distinguish related quantities and processes.
これを検証できる証拠を選ぶ
- 入手したハンドブックPDFページ35は方程式と比率2:1を正しく記載しているが、その後に半モルの記述が逆転して印刷されている。正しい推論は「酸の物質量 = 塩基の物質量の半分」である。平衡方程式は正しい物質量の関係を示している。共通層RP2の課題は依然として正確な反応体積に関わるが、この数値的決定は上級層のみである。
- 学生の実際の実験（監督下での実施を含む）から得られた正確な平均値を使用し、指定された試行の選択も含める。既知溶液の濃度と体積を記録し、cm³をdm³に変換し、各化学物質の物質量にラベルを付ける。問題文で異なる酸の種や係数比が提示された場合は、計算をそれに合わせて変更する。計算された濃度はビュレットの読み取り値そのものではない。
Which two habits make the investigation or model in this case more defensible?
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Stating the conditions and assumptions lets others repeat the work exactly, and recording the supporting evidence lets them check the conclusion. Hiding disagreeing results removes the evidence that could challenge a wrong conclusion, and one measurement can never establish a wider claim.
既知の量から始める
- 既知の値と単位を明記する。このケースに適応する仮定を持つ関係式を選び、代入前に変形する。
- 既知: 25.0 cm³ NaOH が 0.100 $\dfrac{\text{mol}}{\text{dm}^3}$ に 0.00250 mol を含む。酸の物質量 = 0.00125 mol。酸の平均滴定値が 12.50 cm³ の場合、酸の濃度 = 0.00125/0.01250 = 0.100 $\dfrac{\text{mol}}{\text{dm}^3}$。質量濃度 = 0.100 × 98 = 9.80 $\dfrac{\text{g}}{\text{dm}^3}$。両方の単位は異なる量を用いて同じ溶液を表している。
推定された H₂SO₄ 濃度は 0.150 $\dfrac{\text{mol}}{\text{dm}^3}$ である。モル質量が 98 $\dfrac{\text{g}}{\text{mol}}$ の場合、質量濃度を求めよ。以下の手順を用いる：既知の量 → モデル → 関係式 → 代入 → 単位と解釈。
An inferred H₂SO₄ concentration is 0.150 mol per dm³. With molar mass 98 g per mol, find its mass concentration.
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The result is 14.7 g per dm³. Known: c = 0.150 mol per dm^3; molar mass 98 g per mol. Mass concentration = c x M = 0.150 x 98 = 14.7 g per dm^3. Molar and mass concentration describe the same solution in different units.
結論とその限界を確認する
- この酸に対してアルカリの物質量を2倍してはならない。濃度が dm³ で表される場合、cm³ の体積変換なしでは使用できない。本結果は、明記された純水溶液反応、正確な终点（エンドポイント）、および十分に精度の高い測定を前提としている。
- 元の観察に戻り、結果が何を裏付けているか、どのような条件を前提としているかを説明し、対立する説明を検証する方法を一つ示す。
ハンドブックの印刷された半モルの記述は、正しくバランスされた方程式を上回る。この主張は誤りである: モル比の権威はバランスされた方程式である。誤記憶された「半分」の記述が 2NaOH + H2SO4 を上回ることがあるはずはなく、係数は原子の保存則によって固定されている。
Higher Tier、化学のみ：RP2 データから酸の濃度を決定する：入手したハンドブックPDFページ 35 は正しく方程式と 2 : 1 の比を記載しているが、その後に逆の半モルの記述が印刷されている。正しい推論は「酸の物質量 = アルカリの物質量の半分」である。係数調整済みの方程式が正しい物質量の関係を示す。Common Tierの RP2 タスクは依然として正確な反応体積に関するものであるが、この数値的決定は Higher Tier 専用の内容である。
The handbook’s printed half-mole statement overrides its correctly balanced equation.
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
The balanced equation is the authority for the mole ratio. A misremembered "half" comment cannot override 2NaOH + H2SO4 - the coefficients are fixed by conservation of atoms.
The supplied concentration of a reference solution used in the calculation: write the technical term.
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
known concentration means The supplied concentration of a reference solution used in the calculation.