ボイラー水の硬度成分が、Ｃa²⁺濃度＝20.0mg/Ｌ、Ｍg²⁺濃度＝6.0mg/Ｌであるとき、このボイラー水の全硬度の値に最も近いものは、次のうちどれか。
ただし、Ｃ、Ｏ、Ｃａ、Ｍｇの原子量は、それぞれ12、16、40、24とし、Ｌはリットルである。
正答4
解説
正解は4です。
全硬度の計算問題です。
全硬度は、水中のカルシウムイオンとマグネシウムイオンの量を、それぞれ炭酸カルシウム（CaCO₃）の量に換算して合計した値です。
【計算】
CaCO₃の式量は、40＋12＋16×3＝100です。
Ca²⁺は、20.0×(100÷40)＝50.0mgCaCO₃/Lに換算されます。
Mg²⁺は、6.0×(100÷24)＝25.0mgCaCO₃/Lに換算されます。
全硬度は、50.0＋25.0＝75.0mgCaCO₃/Lです。
【選択肢別解説】
1：× 3.8mgCaCO₃/Lは、計算値の75.0と一致しません。
2：× 9.4mgCaCO₃/Lは、換算係数を逆にして20.0×(40÷100)＋6.0×(24÷100)と計算した誤った値です。
3：× 65.0mgCaCO₃/Lは、Mg²⁺にもカルシウムの係数2.5を掛けた誤った値です。
4：○ 計算値の75.0mgCaCO₃/Lと一致します。
5：× 106.6mgCaCO₃/Lは、計算値と一致しません。
【ポイント】
換算係数は「CaCO₃の式量÷各元素の原子量」で、Caは2.5、Mgは約4.17です。
原子量の小さいマグネシウムのほうが係数は大きくなります。