高校化学の難所モルについて書きたいと思います。
目次
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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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)
wikipedia URL:https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AA%E3%83%83%E3%83%88%E3%83%AB 2021/7/31閲覧
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
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%
