モル質量を計算する方法

共同執筆者 Bess Ruff

この記事には:元素のモル質量を計算する化合物のモル質量を計算する7 出典

化学物質の原子はあまりにも小さいので実際の大きさを測ることはできません。実際の量を把握するために、国際単位系において、物質はモルと呼ばれる単位でまとめられます。1モルは中性子を6個持つ炭素12グラムの物質量であると定義されています。[1]1モルの炭素原子の数は、およそ6.022 x 1023個です。この数字はアボガドロ数もしくはアボガドロ定数と呼ばれます。[2]この定数は1モルを構成するあらゆる物質の粒子の個数として使われます。そして、1モルの物質の質量がモル質量です。

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元素のモル質量を計算する

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    モル質量について理解する モル質量は物質1モルのグラム数です。[3]元素の原子量に1モルあたりのグラム数(g/mol)を出す換算係数を掛けると、その元素のモル質量を求めることができます。
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    元素の相対原子質量を知る 相対原子質量は、1個の原子の質量の原子質量単位に対する比であり、同位体存在比で補正された元素ごとの平均値として示されます。[4]この値は元素の周期表で確認することができます。求める元素を見つけたら、元素記号の下の数値を見ましょう。この数は整数ではなく、小数で表されています。
    • たとえば、水素の相対原子質量は1.007、炭素の相対原子質量は12.0107、酸素の相対原子質量は15.9994、塩素の相対原子質量は35.453です。
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    相対原子質量にモル質量定数を掛ける このモル質量定数は0.001kg/molまたは1g/molと定められています。このモル質量定数をかけることで、相対原子質量はg/molという単位を持つモル質量に変わります。水素のモル質量は1.007g/mol、炭素のモル質量は12.0107g/mol、酸素のモル質量は15.9994g/mol、塩素のモル質量は35.453g/molです。
    • 2つ以上の原子から構成される分子の形でのみ存在する元素もあります。たとえば、水素、酸素、塩素のような2つの原子から構成される元素のモル質量を求めたい場合、分子の相対質量を知る必要があります。相対原子質量にモル質量定数を掛けて、さらに、2を掛けましょう。
    • たとえば、H2のモル質量は1.007x2=2.014g/mol、O2のモル質量は15.9994x2=31.9988g/mol、Cl2のモル質量は35.453x2=70.096g/molです。
    • 二原子分子(2個の原子で作られた分子)を覚えたい時は、「日本水産クラブ」(N、I、Fおん、H水素、O酸素、Cl、Br)と覚えましょう。[5]

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化合物のモル質量を計算する

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    化合物の化学式を知る 化学式は化合物を構成する各元素の原子の数を表します。(化学式の情報は化学の参考書に載っています。)たとえば、塩化水素(塩酸)の化学式はHClです。ブドウ糖の化学式はC6H12O6です。この化学式を使うと、化合物を構成する各元素の原子の数を知ることができます。
    • HClは、水素原子1個と塩素原子1個で構成されています。
    • C6H12O6は、炭素原子6個と、水素原子12個と、酸素原子6個で構成されています。
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    化合物中の元素それぞれの相対原子質量を知る 元素周期表を使って、各元素の相対原子質量を調べましょう。相対原子質量は元素記号の下に載っています。[6]先に述べた、1つの元素のモル質量を計算する方法と同様にして、相対原子質量に1g/molを掛けましょう。
    • 塩酸を構成する元素の相対原子質量は、水素1.007g/molと塩素35.453g/molです。
    • ブドウ糖を構成する元素の相対原子質量は、炭素12.0107g/molと水素1.007g/molと酸素15.9994g/molです。
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    化合物中の各元素のモル質量を計算する 元素の原子量に化合物中の原子の数を掛けましょう。これで化合物を構成する元素それぞれの相対質量がわかります。[7]
    • 塩酸HClを構成する各元素のモル質量は、水素1.007g/mol、塩素35.453g/molです。
    • ブドウ糖C6H12O6を構成する各元素のモル質量は、炭素12.0107x6=72.0642g/mol、水素1.007x12=12.084g/mol、酸素15.9994x6=95.9964g/molです。
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    化合物中の各元素のモル質量を足す これで化合物全体のモル質量が決まります。前のステップで求めたモル質量の値を全て足して、化合物のモル質量を計算しましょう。
    • 塩酸のモル質量は、1.007+35.453=36.460g/molです。すなわち36.46グラムが塩酸1モルの質量です。
    • ブドウ糖のモル質量は、72.0642+12.084+95.9964=180.1446g/molです。すなわち180.14グラムがブドウ糖1モルの質量です。

ポイント

  • 相対原子質量のほとんどが1万分の1(小数第4位)の単位までわかっています。たいていの実験では、モル質量は小数第2位までの値が使われますが、特に質量が大きい物質を扱うときに、桁数のより小さい小数が使われます。したがって実験室では、塩酸のモル質量は36.46g/mol、ブドウ糖のモル質量は180.14g/molとして扱います。

必要なもの

  • 化学の参考書または元素周期表
  • 計算機

記事の情報

この記事はBess Ruffが共著しています。 ベス・ラフはフロリダ州に住む地理学を専攻する博士課程の学生です。2016年にカリフォルニア大学サンタバーバラ校の環境科学専門学部、「Bren School of Environmental Science & Management」にて環境科学と資源管理の修士号を取得しています。

カテゴリ: 化学

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