モル計算

高校化学の難所モルについて書きたいと思います。

用語の確認

実は一番重要だけど、雑になりがち。

物質を構成する要素粒子の個数をアボガドロ定数 (約 6.022×1023 mol-1) で割ったものに等しい

wikipedia URL:https://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%89%A9%E8%B3%AA%E9%87%8F 20217/31閲覧

物質1分子の質量の統一原子質量単位（静止して基底状態にある自由な炭素12 (12C) 原子の質量の1/12）に対する比であり、分子中に含まれる原子量の総和に等しい。

wikipedia URL:https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%88%86%E5%AD%90%E9%87%8F 2021/7/31閲覧

単位体積の溶液中の溶質の物質量である。

wikipedia URL:https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%A2%E3%83%AB%E6%BF%83%E5%BA%A6 2021/7/31閲覧

質量パーセント濃度={溶質（例ではメタノールの質量）[g]/全体量（例では水溶液）[g]}×100 wt%

wikipedia URL:https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%BF%83%E5%BA%A6 2021/7/31閲覧

単位物質量当たりの質量である。（中略）分子量または式量に単位 g mol−1 をつけたものは、モル質量に等しい。

wikipedia URL:https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%A2%E3%83%AB%E8%B3%AA%E9%87%8F#%E5%88%86%E5%AD%90%E3%81%AE%E8%B3%AA%E9%87%8F%E3%81%A8%E5%88%86%E5%AD%90%E9%87%8F 2021/7/31閲覧

単位体積あたりの質量

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リットル

10−3立方メートル (m3) = 1立方デシメートル (dm3) = 1000立方センチメートル (cm3)

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溶質Xが溶けた　溶液Zがあるとします。

分子量X：35

モル濃度X：2 mol/L

密度Z：1.1 g/cm³

の溶質Xの質量パーセント濃度を求める

解答

上記より分子量にg mol-¹(g/mol) をつけたものはモル質量に等しいので

モル質量X：35 g/mol

ここでモル濃度とモル質量をかけてみましょう。両方とも同じ溶質Xについてですので、かけることは可能です。

モル濃度X　×　モル質量X　＝2 mol/L ×　　35 g/mol

　　　　　　　　　　　　　＝70 g/L

単位はg/L　溶質Xにたいしてですので、1 Lあたり70 gの溶質Xが、この溶液Z中に存在するということになります。

ここで体積についてですが、同じ溶液ですので

体積X　＝　体積Z

となります。

溶液の密度Zがわかっていますので、　体積　×　密度（質量/体積）　をしてやることで溶液の質量に変換することが出来ます。

70 g/(1L　×　1.1 g/cm³）

ここで上記より１L　＝　1000 g/cm³ なので

70 g/(1000 cm³ 　×　1.1 g/cm³） 　＝0.06363 (g/g)

というように溶液の質量あたりの溶質の質量が求まりました。あとは％に変換しておしまいです。

0.06363 (g/g) 　×　１００　＝6.363％

A.質量パーセント濃度　＝6.363％