看護学部の化学講義(8)モルと化学反応式

キーワード

mol，アボガドロ数，アボガドロ定数，化学反応式，原子量，式量，質量保存則，生成物，反応物，標準状態，物質量，モル質量，モル体積，分子量

講義内容の要約

• 小さな粒子をひとまとめにして扱うときに使うSI基本単位がmolで，量の種類は物質量．
• 1 molの定義は12 gちょうどの¹²Cに含まれるC原子の数．ただしこの定義は早ければ今年の11月に変わる可能性あり．
• 粒子の個数と物質量を結ぶのがアボガドロ定数N_A = 6.02・・・×10²³ mol^-1で，コレは実測値．
• 1 molの質量がモル質量．
• モル質量の数値部分が原子量，分子量，あるいは式量．
• 化学式を組み合わせて化学反応をあらわすのが化学反応式
• 反応する前の材料が反応物，反応で生じる物質が生成物．
• 化学反応式の係数つりあわせには未定係数法が便利．
• 種類を問わず1 molの気体は標準状態(0 ℃，1013 hPa)で22.4 Lの体積を占める→標準状態における気体のモル体積は22.4 L mol^-1．
• 化学反応式から反応の前後における物質の量的関係がわかる→何個か何モルか何リットルか何グラムか．
• 化学反応の前後で原子の種類と数は変わらない→化学反応は原子と原子の組み合わせが変わるだけ．

該当する教科書のページ

第5章「化学反応式とモル」，49ページから64ページ．

はじめて学ぶ化学

日本国の国家予算をモルで考えると

1 molの1円玉があったら何ができるでしょうか? 国家予算との比を計算してみました．
2014年度の日本国国家予算(一般会計)は95兆8823億円(9.59×10¹³円)です．

• 平成26年度予算政府案

6.02×10²³円をこの金額で割ってみます．
(6.02×10²³)/(9.59×10¹³) = 6.28×10⁹
63億倍になります．6.02×10²³個の1円玉があれば，我が国の一般会計を63億年間維持することができるのです．
次に地球スケールで考えてみました．
地球上の海水の質量は1.35×10²⁴ gと見積もられています．コレを6.02×10²³ gで割ってみましょう．
(1.35×10²⁴ g)/(6.02×10²³ g) = 2.24
地球上の海水の4割強の重さになります．

確認問題

• 計算問題(PDF)

出席者の声:みんなはこういうことを考えている/感じている/知りたいと思っている

●モル計算がんばります．答の数値は何けたで書けばいいのですか?

こっち参照→有効数字と物理量の表しかたと端数の処理

●高校でアボガドロ定数を6.02×10²³とならったのですが，今回の6.02×10²³mol^-1と意味は同じですか?

アボガドロ定数は6.02×10²³mol^-1，アボガドロ数は6.02×10²³．前者は個数とmolとを結びつける定数で，後者は単なる数です．別のもの．

●テストで電卓は使っていいのですか?

OK.

●米1粒が6.02×10²³個あったら何合炊けるのか?

1合の米粒を数えたら約6500粒だったという情報を見つけたので，コレをもとに計算．
(6.02×10²³)/(6500) = 9.26×10¹⁹
9.26×10¹⁹合炊けます．一生かかっても食べきれない量．

●モルが今までなんでわからなかったのかフシギなくらいかんたんに感じてうれしかった(^o^)/
●1つ1つかんがえればmolがわかった!!
●molが前よりもよく分かりました! たくさん解いて慣れていきたいです!
●化学要習，予習，化学，この流れのおかげで前よりもmolに対する嫌悪感がありません．むしろ好きになってきてる気がします!
●アボガドロ定数がどのようなものか理解できました．1 molが何十億年の国家予算と同じことに驚きました．
●6.0×1023のスケールが国家予算と比較してどれだけスケールが大きいのかがわかりました．
●"1 mol=12 gのCの中に含まれる原子の数" これ初めて知りました! 色々知識が増えて嬉しいです．
●アボガドロ定数をNAとすることを初めて知りました．
●molは関係を結びつけるための道具なのだとわかりました．
●化学反応に伴う量的関係ですべてつないでいるのがモル→モルへの反応だと思うとモルの存在の大きさがわかった．
●mol楽しかったです．濃度は苦手意識があるので頑張りたい．
●molって便利だなーと今回の講義ですごく思いました! 嫌いだったわけじゃないけど次回もしっかり講義きいてmol好きになりたいです♪
●今日は基本的なところの復習になってよかった．
●化学反応式の係数合わせがわかりやすかった．モルが少し好きになりました．
●高校でやって慣れているかなと思っていましたが，実際の問題を解いてみると合っているかわからなくなってきました．しっかり復習しようと思います．
●高校では意味もあまり理解せずに教科書の公式を覚えて計算していたが，今日の授業で求めたいものから式が楽にたてられるようになりました!
●今日でモルに対する苦手意識がだいぶなくなりました! まだややこしく感じるところもあるので復習します．
●わかりやすかったので高校で化学を初めて習った時に先生に教わりたかったです笑
●なんか今回はすっきり! 高校でもやもやしてた部分がよくわかった! 先生ありがとうう! 笑
●化学反応式は何度やっても苦手なままだったので，今日の授業をうけて理解できました．
●今まで体積の計算とか忘れてたので思い出せてよかったし，わかりやすくて改めて覚えることができてよかった．
●たくさん計算して慣れたい．次回のモル濃度の方が苦手なので頑張りたいです．
●計算のルール，仕方はわかったので問題をたくさん解いて力をつけたいです．
●とても分かりやすかったです．家でたくさん練習して完璧にしたいです．
●物質量が苦手です．
●モル計算苦手なので克服できるように頑張りたい．
●今回の計算は好きだけど次回の計算は苦手なのでちゃんと予習してきます．
●今回の計算はできるが，次の濃度の計算は苦手なので頑張ります．
●計算は難しいけど楽しい!
●高校の復習になってよかったです．mol好きなので楽しかったです!
●mol楽しいです．色々な問題を正確にとけるようになりたい．
●やっとmolの苦手意識がなくなりそうな気がします．濃度も苦手です．がんばります．
●化学反応式の文字でやるところが頭ごちゃごちゃになってしまった．
●体調不良で過去3回も休んでしまったので，ついていけるように頑張ります!モルの計算は自分が何をやっているのか分からなくなるので目的をはっきりさせてやりたいです．
●モル計算がなつかしかった．ひとつ間違えると答が変わってしまうので気を付けたい．

出席者数推移

(1)44→(2)44→(3)43→(4)44→(5)43→(6)43→(7)42→(8)43

次回予告と予習

「濃度の表し方」を学びます．教科書の66ページから78ページを読み，例題を解いておくこと．また，計算問題の予習プリントに取り組んで来ること．

• 予習課題：水溶液の濃度計算

はじめて学ぶ化学

リンク

• 2014年度看護学部「化学」講義録
• 2014年度看護学部「化学」配布物ダウンロード
• 化学講義関連トピック
• 化学講義Facebookページ
• このブログを書いている人

初歩的参考書

モルがまったくダメな人にはこういう入門書もあります↓

マンガ 化学式に強くなる―さようなら、「モル」アレルギー (ブルーバックス)