モル質量について

高校二年です。
今化学でモル質量について学習しています。
モル質量の定義は1molあたりの質量ですよね
炭素Cのモル質量は12g/molですけど実際の炭素の質量も12gなんですか？
あとO2（酸素分子）の1molは何ｇでしょうという問いがありました。
そのときの答えが32gだったんですけど32g/molじゃないんですか？
バカみたいな質問ですけど・・・返答待ってます。

No.6 ベストアンサー 回答者： koz7291 回答日時： 2007/05/23 17:11

　質問者さんは高校二年生とのことですが、No.5さんのご回答の中にいくつか間違いがありましたので、高校の範囲を越えるかもしれませんが、指摘と訂正をさせていただきます。

＞まさに、
＞C（の分子量12のものに限る）12g中に存在する分子の数から決定されたものです。

　「分子量12」ではなく、「質量数12」の間違いですね。質量数は高校の化学の最初の方に習うと思いますが、原子核の中の、陽子の数と中性子の数の合計のことです。Cという同じ元素(陽子の数が同じ)でも、質量数が異なると原子の質量が異なりますので、質量数についても12に限定しているわけです。

＞ですから、C 1mol＝12gです。

　単にCだけでは不十分で、「質量数12のC」と限定しなければなりません。高校で習うと思いますが、質量数は、元素記号の左上に小さく書くので、「12C」のように書きます。ここでは上付き文字が書けませんので「12C」で理解してください。C(炭素)は、(天然には)質量数12の炭素(12C)と質量数13の炭素(13C)の混合物です。
(人工的には、質量数14の炭素(14C)というものもありますが)

＞元素周期率表を見ていただければわかりますが、Oの分子量は16と記されています。

　「O」という原子に対して言うのならば、「分子量」ではなく「原子量」ですね。それから、その値ですが、正確には整数ではありません。ほとんど16.00であり、高校ならそれで十分だと思いますが、今最も精度の高い測定値は、
15.9994±0.0003
です。ここからは高校の範囲を越えますが、日本化学会という日本で化学の分野を取り仕切っている学会が何年かに一回発表している「原子量表」というものに記載されています。ネットで「原子量表」で検索すれば見られます。1999年のものが最新のようです。
(検索にかかったのが1999年のもので、それより更新されているかもしれません)
http://www.nihs.go.jp/mhlw/jouhou/jp/gensiryou_h …
日本語で元素が五十音順に並んでいて、酸素のところを見ると「15.9994(3)」となっていますが、これは最後の桁のところの「不確かさ」を表す書き方であり、上の「15.9994±0.0003」と同じ意味です。
　高校の範囲では、問題文などに原子量の値が与えられると思いますが、有効数字に注意して計算してください。

＞分子量に単位はありませんが、表すとすれば、1mol中に16g、つまり、16g/molと考えてもよいでしょう。

　原子量や分子量には単位はありません。しかし、質問者さんが述べられているのはモル質量で、それは1 mol当たり(単位物質量当たり)の質量であり、g/molなどの単位がつきます。g/mol「など」と言ったのは、g/molでなくてもよいからです。ちなみに、国際単位系(SI)という国際的な統一単位系において、「一貫性のある単位」(SI単位)というものがあるのですが、モル質量のSI単位は「kg/mol」で「g/mol」ではありません。例えば、酸素原子のモル質量は、「16 g/mol」と表しても「0.016 kg/mol」と表しても構いません。
　しかし、原子量や分子量はそうではなく、酸素原子の原子量が「16」と与えられている場合、それを「0.016」と書いてはいけません。原子量や分子量は、質量数12の炭素(12Cと書きます)の相対質量を12と決め、それと比較した値と定義されているのです。いろいろ計算してみると分かるのですが、原子量や分子量は単位のない(無次元の)数値であり、それはモル質量を「g/mol」という単位で表したときの数値の部分に等しくなります。ですので、原子量や分子量の値が与えられたときに、それに「g/mol」という単位をつければモル質量になりますので、原子量や分子量が「1 mol当たりの質量」を表す、ということになります。
　ややこしい話をしましたが、整理しますと、
・原子量、分子量、式量(NaClなど分子を構成しないものに対する量)には単位はない。
・原子量、分子量、式量に「g/mol」をつけたものがモル質量であり、それは1 mol当たりの質量を表す。
ということです。

＞O2の分子量は、32(g/mol)です。
＞1mol中の質量は32gです。

　後半は正しいです。前半は、「(g/mol)」が不要です。分子量には単位はありません。
「O2の分子量は32です」
と、数値だけを書くのが正しい書き方です。

　以上、失礼かもしれませんが、正しい理解のために指摘させていただきました。ご容赦ください。

No.7 回答者： rio2 回答日時： 2007/05/23 23:09

NO.5です。

Koz7291様、ご指摘、ありがとうございます。
質問者様、申し訳ございません。

Koz7291様のご指摘どおりで、原子量や質量数など言葉のミスが

ただ、一応この説明方法で高校生の化学嫌いを理系志望に変えていった過去の自信からか一気に見直すことなく綴ってしまいました。

仮にも7年間、それこそ日本化学会に所属した（元々生物物理化学で分野の隔たりもあり去年退会しましたが）人間がお恥ずかしい限りです。

ただ、同位体の話はすでに出ているので、寄り道をせず質問に答えるため「質量数12のものに限る」とだけしました。
原子量16も寄り道して混乱させないようそのままスルーしました。
（g/mol）なども、文中の説明のとおり、単位としてではなく、頭の中で考え方としてだけ、という意味で記しました。
中高生が考えやすい、という意味で全体の言葉や書き方をしたことをご了承願います。

この質問もご指摘も大変勉強になりました。
ありがとうございました。

No.5 回答者： rio2 回答日時： 2007/05/23 13:47

ちょっとお待ちください。

中にはちょっと見当違いな回答をしていらっしゃる方もいるので。

「モル」は、「物質量」の単位です。
「物質量」とは、分子の数を示します。
1mol＝6.023×10(23乗)個
と定義されています。（現在では検出技術が発達し、X線回折などでさらに詳細な個数が求められています。）

これをアボガドロ定数と呼び、まさに、
C（の分子量12のものに限る）12g中に存在する分子の数から決定されたものです。

ですから、C 1mol＝12gです。

元素周期率表を見ていただければわかりますが、Oの分子量は16と記されています。分子量に単位はありませんが、表すとすれば、1mol中に16g、つまり、16g/molと考えてもよいでしょう。（ただしテストなどで、酸素分子の分子量は？の質問に32g/molとしてはバツです。あくまで考え方として計算しやすいように。）

O2の分子量は、32(g/mol)です。
1mol中の質量は32gです。

まずは、質量（g）と物質量（mol）、分子量（g/mol）の違いを理解することが大切だと思います。

No.4 回答者： koz7291 回答日時： 2007/05/23 09:58

　おはようございます。

＞炭素Cのモル質量は12g/molですけど実際の炭素の質量も12gなんですか？

　少し補足します。炭素といっても、同位体というのがあります。同位体については習われたと思いますが、炭素の場合、質量数が12の炭素(これを12Cと表します)と、質量数が13の炭素13Cがありますが、このうち12Cのモル質量が、12 g/molと定義されているのです。ですので、12Cのみからなる炭素ならば、それが1 mol集まれば正確に12 gの質量になります。13Cが混ざっていれば、12 gよりは少し大きい質量になるはずです。ちなみに、天然の同位体存在度は、12Cが約99 %、13Cが約1 %ですので、この割合で1 mol集まれば、
12 g/mol×0.99 mol＋13 g/mol×0.01 mol
＝12.01 g
になりますね。正確に12 gとなるのは、全部12Cのみから成っている炭素の場合です。

＞あとO2（酸素分子）の1molは何ｇでしょうという問いがありました。
＞そのときの答えが32gだったんですけど32g/molじゃないんですか？

　ほかの方も答えられていますが、「何gでしょう」と問われれば、「何gである」と答えなければなりません。何gというのは質量ですから、質量を答えなければなりません。○○ g/molというのは質量ではなくモル質量ですので、違うことを答えていることになります。これは国語の問題ですね。私が採点者でも、「32 g/mol」と答えられれば間違いとします。聞かれていることに対して正確に答えることを心がけましょう。

No.3 回答者： Ichitsubo 回答日時： 2007/05/22 23:11

gとg/molでは全く意味が違います。

gははかり(天秤)で測定したときのあの質量のことです。
g/molは1mol当たりの質量を言います。

O2の1molは32gで、2molは32gです。O2は何molあろうと、32g/molです。

もっと卑近に考えましょう。１本５円の鉛筆は、５円／本です。では、１本の鉛筆がいくらか、と言う問いには５円と答えるべきで、５本／円では間違いです。
この単価に当たるのがモル質量で、金額に当たるのが質量です。

なおg/(mol)等という書き方はありません。そう書いたとして、g/(mol)はg/molと全く同じ者を意味します。
＃物理量の計算は単位も含めて行う。
＃＃単位まで含めて初めて物理量

No.2 回答者： sol-gel 回答日時： 2007/05/22 23:06

モル質量はおっしゃる通りの定義だと思います。

もうすこし言うと炭素Ｃのモル質量は同位体の（Ｃ１２とＣ１３）存在比から１２ｇと決めたらいろいろ都合がよかったからそう定義したと思っておいていいと思います。
酸素分子の１molは…という問題ですが何ｇかと聞かれているので質量を問われているわけですから、３２ｇと書くのが単位的には健全と思います。
なかなか伝わりにくい文章になってしまい申し訳ございません

No.1 回答者： ZRT 回答日時： 2007/05/22 20:05

＊炭素Cのモル質量は12g/molですけど実際の炭素の質量も12gなんですか？

その通りです
炭素が標準状態で12ｇの時の体積を1molと定義しています
あとO2（酸素分子）の1molは何ｇでしょうという問いがありました。
そのときの答えが32gだったんですけど32g/molじゃないんですか？
これは　ｇだけを質問されていますので32ｇ/(mol)と言う書き方も
できますね！