化学 mol

一番下の問題の解き方を教えてください。

No.1 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2022/10/20 20:15

物質の量の測り方である mol の考え方を理解できていますか？

下記で復習してください。
先刻ご承知なら、この「前置き」はスルーしてください。

原子であれ分子であれ、それを「アボガドロ定数」（= 6.02 × 10^23）の個数だけ集めると、それが「1 mol」の物質量になります。

そして、原子や分子を「アボガドロ定数」（= 6.02 × 10^23）の個数だけ集めると、その質量が「原子量」「分子量」「式量」に「グラム」を付けた数値になるのです。（というか、そうななるように決めた数値が「アボガドロ定数」（= 6.02 × 10^23）ということ。原子や分子１個は極めて軽いが、このぐらいの個数を集めると「グラム」のオーダーになる）
それが「mol」の意味です。

化学反応は分子・原子どうしで起こりますから、「同じ mol 数どうし」あるいは「反応式の係数に相当する mol 数どうしが反応する」ことになるので、物質の量を「mol」で表すと便利なのです。
「同じ mol なら原子・分子の個数が同じ」ということです。

つまり、例を挙げれば
・炭素（原子量12） を「アボガドロ定数」（= 6.02 × 10^23）の個数だけ集めると（つまり 1 mol の物質量）、その質量は 12グラム。ということは、炭素12 のモル質量は 12 g/mol。

・酸素（原子量16）を「アボガドロ定数」（= 6.02 × 10^23）の個数だけ集めると（つまり 1 mol の物質量）、その質量は 16グラム。ということは、酸素16 のモル質量は 16 g/mol。
　気体の酸素は酸素原子が2個結合した「分子：O2」の形なので、分子量は 32。従って酸素分子を「アボガドロ定数」（= 6.02 × 10^23）の個数だけ集めると（つまり 1 mol の物質量）、その質量は 32グラム。ということは、酸素ガスO2 のモル質量は 32 g/mol。

・CO2 （分子量44） を「アボガドロ定数」（= 6.02 × 10^23）の個数だけ集めると（つまり 1 mol の物質量）、その質量は 44グラム。ということは、CO2 （分子量44）のモル質量は 44 g/mol。

以上の基本を理解したうえで、問題に当たりましょう。

2.0 mol/L の硫酸 200 mL には、H2SO4 が
　2.0 [mol/L] × 0.20 [L] = 0.40 [mol]
含まれています。

一方、H2SO4 の式量は
　1 × 2 + 32 + 16 × 4 = 98
ですから、1 mol の質量は 98 g です。

従って、0.40 mol は質量に換算すると
　98 [g/mol] × 0.4 [mol] = 39.2 [g]
です。

39.2 g の H2SO4 を含む98%濃硫酸の質量を M [g] とすれば、
　M × 0.98 = 39.2 [g]
→　M = 40 [g]
よって必要な濃硫酸の質量は 40 g です。

その体積 V [mL] は、密度が 1.8 g/mL なので
　V = 40 [g] ÷ 1.8 [g/mL] = 22.222･･･
　　≒ 22 [mL]


なお、上の (1) は間違えているので、ちゃんと見直してください。
モル濃度は「mol/L」なので、「1 L = 1000 cm^3」あたり何 mol 溶けているか、ということです。