【4】物質量と化学反応式【化学基礎解説】

化学反応式とその量的関係カリキュラム

この記事では、化学基礎「物質量と化学反応式」の解説をしていきます。

この項のポイントは以下の3つです。

ポイント
  • 物質量
  • 溶液の濃度
  • 化学反応式とその量的関係

「物質量と化学反応式」は、化学基礎の4つめの章で、ついに中学レベルを脱出して高校レベルになります。失速する人も多いので、遅れないように勉強していきましょう!

この単元をマスターすれば、高校化学で最初の壁は突破できます!

なお、前の単元は以下のリンクから飛べます。

物質量

この項目を勉強すれば、高校化学最初の壁である「mol」が理解できるようになり、化学が苦手な人と大きく差を広げられます。

さて、勉強していきましょう!

アボガドロ数

アボガドロ数とは1molの中に含まれる粒子(原子や分子)の数のことで、6.02×1023個という決まった値です(molはあとで詳しく説明)。

12gの12C(分子量12)には6.02×1023個の12Cの分子が、18gのH2O(分子量18)には6.02×1023個のH2O分子が含まれているということ。

化学特有の数で分かりにくいですが、しっかり理解しましょう!

物質量

物質量とは原子の量のことを表しています。

しかし、原子は小さく多すぎるため個で表すのが非常に困難なので、「mol」という単位を使います。

野球(1チーム9人)で考えるとチームがmol、人数が原子の数。

「8チームで野球をします!」の方が「72人で野球をします!」より分かりやすいってことですね。

 

例として、H2Oを見ていきます。

1個のH2OにはH原子が2つ、O原子が1つ含まれていますね。

同じように、H2O 1mol(6.02×1023個)には、H原子が2mol(1.20×1024個)、O原子が1mol(6.02×1023個)含まれているということになります。

 

そして、1molの気体の体積は22.4L/molです。

これは気体の種類によらない決まった値なので、暗記しておきましょう!

モル質量

モル質量〔g/mol〕とは、物質1molあたりの質量のこと。

molの概念が分かっていれば簡単で、原子量・分子量・式量と同じ値をとります。

例)Al:27〔g/mol〕 H2O:14〔g/mol〕 NaCl:58.5〔g/mol〕

溶液の濃度

先ほど学んだ「mol」を使って溶液の濃度を表していきます。当然、molが分かっていなければ解けません!

ここで覚えるべきは下の2つの式のみ!

溶液の濃度
  • 質量パーセント濃度:溶液の質量に対する溶質の質量の割合(パーセント表記)
    溶質の質量 〔g〕 / 溶液の質量〔g〕)×100

  • モル濃度:溶液1Lあたりに溶けている溶質の量を物質量molで表した濃度
    溶質の物質量 〔mol〕 / 溶液の体積〔L〕

質量パーセント濃度は中学の復習なので、新たに覚える項目はモル濃度だけ。

1Lの溶液に何molの溶質が溶けているかってだけなので、考え方も単純で分かりやすいはず!

化学反応式とその量的関係

またもや「mol」を使って化学反応式を見ていきます。当然、molが分かっていなければ解けません!

molが何かを理解しつつ、進んでいきましょう!

 

メタンが燃焼すると、二酸化炭素と水になります。

この化学反応は以下の図のように表すことができます。

メタンの燃焼

molが理解できたあなたは、ここでつまずくことはないでしょう。

しかし、油断しないように、しっかりと理解してください!

まとめ

「化学反応式とその量的関係」について理解できましたか?

この記事の内容をまとめます。

まとめ
  • 物質量:高校化学、第一の壁。
  • 溶液の濃度:物質量が理解できれば簡単。
  • 化学反応式とその量的関係:こちらも、物質量が理解できれば簡単。

この単元をマスターし、物質量について理解できるようになれば、これから先の化学の理解もはかどるはず!

自信をもって次の単元に進みましょう!

よくわからなかった人は、繰り返し勉強して、堅実に進みましょう!

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