高校化学です。 気体とかの範囲について、平均分子量って混合気体の1molあたりの質量ですか？ 調べて

高校化学です。

気体とかの範囲について、平均分子量って混合気体の1molあたりの質量ですか？

調べてみると、混合気体の質量の平均値とありますが、モル分率をそれぞれの気体の分子量にかけているので1molあたりって考えました。

語彙力なくてすみません。どなたか教えてください！

質問者からの補足コメント

• 分子量って1molあたりの質量だからこの解釈であってますかね！？

    補足日時：2023/08/08 15:42

No.3 回答者： yhr2 回答日時： 2023/08/08 23:08

まずは、そもそもの「mol」という概念をしっかり理解することが必要ですね。

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。

単一の物質であれば上のようになりますが、「混合物」の場合も、存在する比率で各分子を合計「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○○グラムになるということをもって、「○○」を平均分子量と呼びます。
各分子の「比率」とは「分子数の比率」であり、気体であれば「体積比」「mol 比」「分圧比」ということになります。

いずれにせよ、質問者さんの「mol」の考え方はおおむね正しいので、あとは「1 mol とは『アボガドロ定数』の個数のことである」と理解すれば、より具体的なイメージで考えられるようになると思います。

No.2 回答者： ssawatake 回答日時： 2023/08/08 16:17

まあまあ、そういう事です。

その解釈で良いです。

厳密に言うと、平均分子量では無くて平均モル数です。
分子量は、質量数12のC原子1個の質量を12とした場合"分子1個の質量比"です。
比率なので無単位です。
分子量には単位は有りません。

H2の分子量は2です。
H2のモル数は2g/lです。

この辺りは参考書もごちゃ混ぜなので、混乱の元になってます。

が、質問内容の主旨はその通りで、合ってます。
平均モル数と表現したら100点です。

細かすぎる、かな？？？

No.1 回答者： すんすんにゃ 回答日時： 2023/08/08 15:53

質問者さんの考え方でおおよそ正しいです。

でも厳密には、1molあたりと決め打ちで考えるようなことはしません。
それはモル分率(％)というものです。
まぁ、ただこれは割合の話なので、結局パーセントを足したときには「１」になるので、考え方としては正しいと言えば正しいのですがね。

自分もうまく説明できなくて申し訳ないのですが、
質問者さんの考え方で正しいのですが、

「平均分子量には単位が無い」([g/mol]としてはいけない。)

ということだけ一応頭の片隅に置いておいてください。
まぁ実際の試験やテストの時には、質問者さんのように考えてもらって計算すれば点数は取れるので、あまり気にするところではないかもしれませんが。