【化学基礎】粒子数の求め方と公式!モル計算を即攻略する決定版

【化学基礎】粒子数の求め方と公式!モル計算を即攻略する決定版

【化学基礎】粒子数の求め方と公式!モル計算を即攻略する決定版の全貌を丁寧に掘り下げてご紹介します。

実際の試験問題では、物質量(mol)がダイレクトに与えられるケースは稀です。多くは「質量(g)」や「気体の体積(L)」から粒子数を求めさせる応用形式をとります。ここで混乱しないための最大のポイントは、「すべての計算は物質量(mol)を中継地点にする」という原則を崩さないことです。

質量から粒子数を求める方法では、与えられた質量(g)を物質のモル質量(g/mol=分子量や式量に単位をつけたもの)で割り、まずは物質量を確定させます。

$$\text{質量 [g]} \xrightarrow{\div \text{モル質量 [g/mol]}} \text{物質量 [mol]} \xrightarrow{\times 6.0 \times 10^{23}\text{/mol}} \text{粒子数 [個]}$$

例えば、水 $\text{H}_2\text{O}$(分子量 $18$)が $36\text{ g}$ ある場合、物質量は $36 \div 18 = 2.0\text{ mol}$ となります。したがって、水分子の粒子数は $2.0 \times 6.0 \times 10^{23} = 1.2 \times 10^{24}\text{個}$ と計算できます。

同様に、気体の体積と粒子数の関係においても標準状態(0℃、1.013×10⁵ Pa)であれば「気体 $1\text{ mol} = 22.4\text{ L}$」という定数を利用します。

$$\text{気体の体積 [L]} \xrightarrow{\div 22.4\text{ L/mol}} \text{物質量 [mol]} \xrightarrow{\times 6.0 \times 10^{23}\text{/mol}} \text{粒子数 [個]}$$

標準状態の酸素 $\text{O}_2$ が $5.6\text{ L}$ ある場合、物質量は $5.6 \div 22.4 = 0.25\text{ mol}$。粒子数は $0.25 \times 6.0 \times 10^{23} = 1.5 \times 10^{23}\text{個}$ とスムーズに算出可能です。

中村 さくら
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中村 さくら

エンタメ・カルチャー業界の深掘り取材を得意とし、現場のリアルな声をお伝えします。