化学をやっていると、物質量やモルなどを習うと思います。
しかし、化学はかなり厄介な学問であり、多くの方が挫折してしまいます。
今回は化学の中でも有名な「物質量」や「モル」について解説していきます。
化学はかなり複雑ですが、少しずつ見ていくと理解が深まります。
物質量やモルについて分かりやすく解説していくので、一緒に見ていきましょう。
本記事を参考にしながら、化学に関する知識を深めていってください。
では、早速見ていきましょう。
そもそも物質量とは何?
いきなり物質量と言われても、多くの方はチンプンカンプンだと思います。
化学の言葉であるとは、何となくわかっても、その意味までは分かりませんよね。
まずは、物質量という言葉の意味を確認していきましょう。
物質量を考える上で大切なのは、物質量という言葉を「物質の量」と区切って考えることでしょう。
こうすると、少しわかりやすくなります。
例えば、ロープの長さを測る時は、長さ(メートル)を使って測ります。
では、物質を測るときは、どんな単位を使って測るのでしょうか?
基本的に、物質の量は、単純にこの物質の材料となっている、「分子」と「原子」の個数を数えると分かるようになっています。
つまり、物質量とは【物質量=個数】ということになります。
もう少しかみ砕いていくと、次のようになるでしょう。
【物質量=物質(化合物や単体)の個数】
このような形です。
この公式を覚えておくようにすると、物質量の知識がより一層深まっていきます。
モル(mol)って一体何なの?
化学を勉強していると、「モル(mol)」という単位にぶつかります。
一体、モルとはどのような単位なのでしょうか?
モルについて、わかりやすく解説していきます。
例えば、教室にいる生徒の数を数えたい。
このように考えたら、数を数えるのはそれほど難しくありません。
数分あれば、正確に数を数えられるでしょう。
しかし、「日本人の数を正確に数えなさい」と言われたら、指を折りながら数えられません。
きっと、大体1億3000万人程度と大雑把にしか数えられないでしょう。
簡単に言うと、数える全体の数が大きくなりすぎてしまうと、10個程度の変化では把握できなくなります。
つまり、全体の変化としては無視できてしまうのです。
1億人を数える時、1~2人程度の変化はよくわかりませんし、意味もありません。
「1億1人」「1億10人」も大体同じ「1億人」です。
これと同じことが、化学の世界にも言えます。
物質量を計算する時、「分子」「原子」の数を数えると述べましたが、「分子」「原子」の数は膨大です。
「億」「兆」では済まないケースが多くなっています。
そこで登場するのが、「モル(mol)」という単位です。
「分子」「原子」の数を数えるための単位、それがモルなので、覚えておきましょう。
また1モルは6.02×1023という公式で求められ、これを専門用語で「アボガドロ定数」と呼んでいます。
物質量の求め方!計算方法の公式を分かりやすくご紹介
物質量を求めるためには、ポイントを抑えるのが大切です。
主に4つのポイントがあるので見てきましょう。
①.g(グラム)÷分子量=mol
1個当たり何gと言われも軽すぎてしまいます。
そこで化学の世界では1molあたり何gなのかで数えます。
水の分子量は18なので、水1molで18gある計算です。
②.気体のL(リットル)÷22.4=mol
これは気体だけの計算です
どんな気体であっても、気体の体積(L)を22.4で割ると、molとなるのです。
仮に二酸化炭素の気体が5.6Lあれば、【5.6L÷22.4=0.25mol】となります。
③.分子の個数÷アボガドロ定数=mol
分子の3.01×1022個あったら、【3.01×(1022)÷6.02×(1023)=0.0500mol】となります。
あまり使用頻度が高くないのですが覚えておくとよいでしょう。
④.溶液の濃度(mol/L)÷溶液のL(リットル)=mol
例えば、2mol/Lの溶液が300mlある場合を考えてみましょう。
この時まずは、溶液の単位をリットルに直す必要があるので、1000で割ります。
こうすると次のような答えになります。
【300ml÷1000=0.3L】
【2mol/L×0.3L=0.6mol】となります。
このような4つのポイントがあります。
これらを踏まえて、molについて把握していきましょう。
物質量と化学反応式についてイチから分かりやすく解説します!
物質量の一つであるモル質量ですが、計算方法にはポイントがあるので見ていきましょう。
まず、モル質量についてですが、こちらは「ある分子or原子を1mol集めた時の質量を指します。
これらを踏まえて、物質量と化学反応式のポイントを抑えていきましょう。
まずは、「自然に存在する原子のモル質量」は、特に計算する必要がありません。
コチラの数値は、試験問題や周期表に載っているので自分で計算する必要がないのです。
次のポイントは、分子のモル質量はやイオン性物質のモル質量を求める場合です。
コチラを求める場合は、原子量を足し合わせて、自分で計算する必要があります。
最後は、同位体がある時です。
このような場合は、原子量がどう変化するのか理解する必要があります。
科学の難問
化学の難問である物質量とmol。
なかなか面倒ですよね。
今回は物質量とmolについて分かりやすく解説してきました。
また、基本となる公式や、化学反応式のポイントも解説してきたので、確認していきましょう。
難しいと思いがちの物質量ですが、基本さえ抑えれば怖くありません。
本記事を参考にしながら、ぜひ、物質量の問題に挑戦してみてください。