化学基礎|物質量と化学反応式(2)物質量
原子や分子は、6.0×10²³ 個を 1 mol として数える
原子や分子はとても小さく、数がとても多いので、6.0×10²³ 個をひとまとまりにして「1 mol」と数えます。mol を使うと、質量・粒子の数・気体の体積を行き来できます。予想してから5つのステップで確かめよう。
ことばの準備
さきに知っておくこと
- 物質量粒子の数を、6.0×10²³ 個を 1 mol として表した量。単位は mol
- アボガドロ定数1 mol あたりの粒子の数。6.0×10²³ /mol
- モル質量物質 1 mol あたりの質量。単位は g/mol
- 標準状態0 ℃・1.013×10⁵ Pa(1 気圧)
- モル体積気体 1 mol あたりの体積。標準状態で 22.4 L/mol
- 10²³1 のあとに 0 が 23 個つく数(1000 億の 1 兆倍)
ステップ1
鉛筆 3 ダースは何本?
予想:鉛筆は 12 本を 1 ダースとして数える。3 ダースは何本?
黄色の袋=1 mol(6.0×10²³ 個)のまとまり。白=H₂、赤=O₂。
予想を選ぶと、ここで条件を変えられるようになります。
ためしてみよう
ここが大事
ステップのまとめ
物質量(mol)のまとめ
| ことば | ことばで言うと |
|---|---|
| 1 mol | 6.0×10²³ 個のまとまり(アボガドロ定数 6.0×10²³ /mol) |
| モル質量 | 1 mol の質量。原子量・分子量・式量に g/mol をつけた値 |
| 質量 → 物質量 | 物質量 = 質量 ÷ モル質量 |
| 気体の体積 | 標準状態で 1 mol = 22.4 L(種類によらない) |
| 粒子の数 | 粒子の数 = 物質量 × 6.0×10²³ |
この図は理解のためのモデルです。分子の大きさや数は単純にしています。
公式
この単元の式
| 名前 | 式 | ことばで言うと・単位 |
|---|---|---|
| 粒子の数から | 物質量 = 粒子の数 ÷ 6.0×10²³ | 何まとまりあるか1.2×10²⁴ 個 → 2.0 mol |
| 質量から | 物質量 = 質量〔g〕÷ モル質量〔g/mol〕 | 1 mol 分の質量で割るH₂O 36 g → 36 ÷ 18 = 2 mol |
| 気体の体積から | 物質量 = 体積〔L〕÷ 22.4〔L/mol〕 | 標準状態のときCO₂ 11.2 L → 0.50 mol |
どの量も、いったん「物質量(mol)」になおしてから計算すると迷わない。
重要語句
この単元でおさえること
確認問題へ問題ページへ →実験道具:気体の集め方いろいろな気体の性質と集め方を調べよう →実験のあとに読む
なぜ 6.0×10²³ という中途半端な数なのか
何を比べる?
鉛筆のダース、元素ごとの 1 mol の質量、水の質量と物質量、気体 1 mol の体積、同じ質量の H₂ と O₂ の分子の数を比べます。
結果をどう考える?
6.0×10²³ 個は、「原子量に g をつけた質量」になるように決めた数です。¹²C を 6.0×10²³ 個集めるとちょうど 12 g。だから、どの物質でも 1 mol の質量は原子量・分子量の数字に g をつけるだけで求められます。数そのものよりも、質量と粒の数をつなぐための数です。
まちがえやすい点・モデルの条件
「同じ質量なら粒子の数も同じ」はまちがいです。1 個の重さが物質ごとにちがうので、粒子の数をそろえたいときは物質量(mol)でそろえます。
制作:現役の理科教員 / 制作の考え方