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モルとアボガドロの定数

モルの応用

物質のモルの質量は、その物質のモル質量と呼ばれています。 モル質量は、モルに物質のグラムを変換するために使用され、化学で頻繁に使用されます。 元素のモル質量は周期律表にあり、それはグラム/モル(g/モル)単位の元素の原子量です。 物質の質量が既知であれば、物質中のモル数を計算することができる。 物質の質量をグラム単位でモルに変換するには、(物質のモル/物質のモル質量の1モル)の変換係数が必要です。モルの概念は、化合物の組成にも適用可能である。

モルの概念は、化合物の組成にも適用可能である。 例えば、メタン、CH4を考えてみましょう。 この分子とその分子式は、メタンのモル当たり、炭素の1モルと水素の4モルがあることを示しています。 この場合、モルは、以下に示すような比率に適用することができる共通の単位として使用されます:この化学反応では、HとOのモルは、1molの\(\ce{H_2O}\)を形成するように反応する各元素の原子の数を表します。モルが何を意味するのかを考えるためには、それをダースやペアなどの量に関連付ける必要があります。

モルが何を意味するのかを考える ペアが2つの靴、2つの本、2つの鉛筆、2人、または他の何かの2つを意味するのと同じように、モルは何かの6.02214179×1023を意味します。 次の関係を使用する:

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と言うことに似ています:

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Avogadroの定数が非常に大きいため、何かのモルを視覚化することは非常に困難です。 例えば、小麦の一粒の大きさを考えてみましょう。 地球の歴史の中で存在していたすべての人々が彼らの一生のために個々の小麦の穀物を数えるだけでなければ、数えられる小麦の穀物の総数はまだアボガドロの定数よりもはるかに少ないでしょう。歴史の中で生産された小麦の穀物の数はアボガドロの数に近づくことさえありません。 \(\ce{K}\)を\(\ce{K}\)とすると、\(\ce{k}\)を\(\ce{k}\)とすると、\(\ce{k}\)を\(\ce{k}\)とすると、\(\ce{K}\)を\(\ce{K}\)とすると、\(\ce{K}\)を\(\ce{K}\)とする。この例では、\(\ce{K}\)の質量に変換係数(カリウムの逆モル質量)を掛けます。

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39.10グラムは\(\ce{K}\)の1モルのモル質量です。\(\ce{K}\)のモル質量を残して、グラムをキャンセルします。

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\同様に、物質のモル数がわかっている場合、物質中のグラム数を決定することができます。 物質のモルをグラムに変換するには、物質のモル質量/物質のモルの変換係数が必要です。 一つは、単に同じ方法に従う必要がありますが、反対の方向に。たとえば、\(\ce{Ca}\)を\(\ce{Ca}\)とすると、\(\ce{Ca}\)を\(\ce{Ca}\)とすると、\(\ce{Ca}\)を\(\ce{Ca}\)とすると、\(\Ce{Ca}\)を\(\ce{Ca}\)とすると、\(\ce{Ca}\)を\(\ce{Ca}\)とすると、\(\ce{Ca}\)を\(\ce{Ca}\)とすると、\(\ce{Ca

ソリューション

Caのモルに変換係数(カルシウムのモル質量)40.08g Ca/1mol Caを掛け、モルのキャンセルを可能にし、caのグラムを残す。物質中の原子の総数は、グラム、モル、および原子間の関係を使用して決定することもできます。

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物質中の原子の総数は、グラム、モル、および原子間の関係を使用して決定することもできます。 物質の質量が与えられ、物質中の原子の数を見つけるように求められた場合、まず物質の質量をグラム単位でモルに変換する必要があります。 その後、物質のモル数を原子に変換する必要があります。 物質のモルを原子に変換するには、アボガドロ定数(6.02214179×1023)/物質の1モルの変換係数が必要です。 単位が正しくキャンセルされていることを確認することは、正しい方法が使用されていることを確認するための良い方法です。例\(\PageIndex{3}\):質量への原子

ナトリウム(Na)の3.5グラムのサンプルにはいくつの原子がありますか?

ソリューション

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この例では、Naのグラムに変換係数1mol Na/22.98g Naを掛け、22.98gはNaの1モルのモル質量であり、グラムのキャンセルが可能になり、Naのモルを残す。 次に、Naのモル数に変換係数6を掛けます。02214179×1023原子Na/1mol Naであり、6.02214179×1023原子はNaの1モル中の原子数(アボガドロ定数)であり、これはモルのキャンセルを可能にし、Naの原子数を残す。Avogadroの定数を使用すると、物質中に存在する原子または分子の数を計算することも簡単です(表\(\PageIndex{1}\))。 モル数にアボガドロの定数を掛けることによって、モル単位は打ち消され、原子の数が残る。 次の表は、これらのさまざまな量を操作する方法の参照を示しています:

テーブル\(\PageIndex{1}\): Conversion Factors
Known Information Multiply By Result
Mass of substance (g) 1/ Molar mass (mol/g) Moles of substance
Moles of substance (mol) Avogadro’s constant (atoms/mol) Atoms (or molecules)
Mass of substance (g) 1/モル質量(mol/g)×アボガドロ定数(atoms/mol)) 原子(または分子)

例:モルに質量

カリウム(K)の3.00グラムでどのように多くのモルはありますか?この例では、Kの質量に変換係数を掛けます。

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39.10gramsはKの1モルのモル質量です。Gramはキャンセルすることができ、kのモルを残します。例\(\PageIndex{5}\):質量へのモル数

カルシウム(Ca)の10.00モルには何グラムですか?これは、逆に実行されるExample\(\PageIndex{2}\)の計算です。 Caのモルに変換係数40.08g Ca/1mol Caを掛け、40.08gはCaの一モルのモル質量である。 モルはキャンセルされ、Caのグラムが残ります:

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原子の数は、アボガドロ定数(6.02214179×1023)/物質の一モルを使用して計算するこ 例\(\PageIndex{6}\):原子への質量

ナトリウム(Na)の3.0グラムのサンプルにはどのように多くの原子がありますか?/p>