平均分子量についてイマイチわかりません。高校生レベルで教えてください。

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A 回答 (6件)

>以下の内容は.高等学校で教えているのでしょうか。


>モル凝固点降下.モル沸点上昇.(気体の)分圧.浸透圧
これは高校化学で教えています。

みなさんの言うとおり、分子量×割合(分圧)で計算します。
平均分子量は見かけの分子量をあらわすので、その名のとおり、平均値です。
空気の場合は、窒素(分子量28)が78%、酸素(分子量32)が22%とするとこのとおり。
28×0.78 + 32×0.22 = 28.88(平均分子量)
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100円を持っている人が1人います。


200円を持っている人が9人います。
持っているお金の平均はいくらですか?
150円ではありませんね。
190円です。

28円持っている人が全体の2割。
32円持っている人が全体の8割。
平均は30円ではありませんね。
28×0.2+32×0.8=28.8円です。

28円を窒素の分子量。32円を酸素の分子量と考えれば,平均値は28.8になります。

平均分子量とは,2種類以上の気体を一つの気体と置き換えて考えた気体の分子量です。

空気の場合は窒素2割,酸素8割と考えると,気体の状態方程式は,窒素の式,酸素の式の2つをたてる必要があります。

しかし,空気を他の1種類の気体(分子量は空気の平均分子量)に置き換えられたと考えれば,気体の状態方程式は1つですみます。

つまり,平均分子量とは混合気体を1種類の気体でできているものと仮想すれば,状態方程式の数を減らすことができる(単純になる)ために導入されたものです。ちなみに10種類の気体であれば,10個の式をたてるのが,1つの式ですむわけです。

以上でわかりますか。不明の点はまた聞いてください。

必ず,コメントしてください。
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分子量10の物質と20の物質が 1:1で混ざっていたら


平均分子量15。

28の物質と32の物質が 4:1で混ざっていると
平均分子量は28.8。
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現在の「高等学校程度」が分かりません。


以下の内容は.高等学校で教えているのでしょうか。
モル凝固点降下.モル沸点上昇.(気体の)分圧.浸透圧
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一モル当たりのその物質の重さ(単位はg[グラム])の値の事を分子量と言うのだと思う。

単位はつけないのが普通。
いろいろ混ざってる時は
物質Aの分子量*物質Aの濃度(割合)+物質Bの分子量*物質Bの濃度(割合)+、、、、
というようにして求めるんだとおもう。

具体的に問題をといてみるとなんとなく分かると思う。
といてみてわからなくて書き込んでるんならごめんなさい。
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酸素分子の分子量 = およそ 602 垓 2136 京 7360 兆個の 02 分子の重さ (g)


窒素分子の分子量 = およそ 602 垓 2136 京 7360 兆個の N2 分子の重さ (g)
空気の平均分子量 = およそ 150 垓個の 02 分子と,およそ 452 垓個の N2 分子の重さの和 (g)

よって空気の平均分子量は,酸素分子の分子量より小さく,窒素分子の分子量より大きい。
なぜなら,両者の個数を加味した平均値だから。

って考えるとわかりやすいですか?
602 垓…,という個数は,いわゆるアボガドロ数です。
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Q蒸気圧ってなに?

高校化学IIの気体の分野で『蒸気圧』というのが出てきました。教科書を何度も読んだのですが漠然とした書き方でよく理解できませんでした。蒸気圧とはどんな圧力なのですか?具体的に教えてください。

Aベストアンサー

蒸気圧というのは、主として常温付近で一部が気体になるような物質について用いられる言葉です。

液体の物質の場合に、よく沸点という言葉を使います。
物質の蒸気圧が大気圧と同じになったときに沸騰が起こります。
つまり、沸点というのは飽和蒸気圧が大気圧と同じになる温度のことを言います。
しかし、沸点以下でも蒸気圧は0ではありません。たとえば、水が蒸発するのは、常温でも水にはある程度の大きさ(おおよそ、0.02気圧程度)の蒸気圧があるためにゆっくりと気化していくためであると説明できます。
また、油が蒸発しにくいのは油の蒸気圧が非常に低いためであると説明できます。

さきほど、常温での水の飽和蒸気圧が0.02気圧であると述べましたが、これはどういう意味かと言えば、大気圧の内の、2%が水蒸気によるものだということになります。
気体の分圧は気体中の分子の数に比例しますので、空気を構成する分子の内の2%が水の分子であることを意味します。残りの98%のうちの約5分の4が窒素で、約5分の1が酸素ということになります。

ただし、上で述べたのは湿度が100%の場合であり、仮に湿度が60%だとすれば、水の蒸気圧は0.2x0.6=0.012気圧ということになります。

蒸気圧というのは、主として常温付近で一部が気体になるような物質について用いられる言葉です。

液体の物質の場合に、よく沸点という言葉を使います。
物質の蒸気圧が大気圧と同じになったときに沸騰が起こります。
つまり、沸点というのは飽和蒸気圧が大気圧と同じになる温度のことを言います。
しかし、沸点以下でも蒸気圧は0ではありません。たとえば、水が蒸発するのは、常温でも水にはある程度の大きさ(おおよそ、0.02気圧程度)の蒸気圧があるためにゆっくりと気化していくためであると説明できま...続きを読む

Q数平均分子量の求め方

単分散高分子A、Bがあり、分子量はそれぞれ1,000と10,000です。
BとAを質量比2:1で混合したときの数平均分子量を求めたいのですが、色々考えても分かりませんでした。

できれば詳しく教えていただけるとありがたいです。
どなたかよろしくお願い致します。
 

Aベストアンサー

No.1さんのアドバイスで、質問者様が計算した方法で正しいと思います。
計算結果によれば、この場合の数平均分子量は2500となります。
数平均は、読んで字のごとく数で平均した物です。
今回与えられているのは、質量ですよね。
ですから、この質量の中にいくつの分子が存在するかを考えなければなりません。
AとBの分子がどちらも1個ならば、
数平均分子量=(Aの分子量×1+Bの分子量×1)/(1+1)ですよね。
AとBが1モルずつ、つまり6×10^23ずつでも結果は同じですよね。
つまり6×10^23は約分されてしまいます。
モルで考えた方が、計算間違いしにくいと思いますよ。

No.2さんは、質量を分子数に換算する手順を省略してしまいました。
これでは、計算結果が重量平均分子量になってしまいます。
重量平均分子量は、読んで字のごとく重量で平均した分子量です。
Aが1g、Bが1gあれば、(A+B)/2です。
分子量が異なれば、おなじ1g中に存在する分子数が異なるのは当然のことです。

念のため、数平均分子量を計算しておきます。
分子量1000の物質Aが10000gあるとすると。
分子量10000の物質であるBの質量は20000gあるという設定です。
物質Aは10モル、物質Bは2モル 全体で12モルです。
系全体の質量は1000×10+10000×2=30000g
よって、数平均分子量は30000/12=2500

初めに質問者様が考えた答えと同じ結果です。

No.1さんのアドバイスで、質問者様が計算した方法で正しいと思います。
計算結果によれば、この場合の数平均分子量は2500となります。
数平均は、読んで字のごとく数で平均した物です。
今回与えられているのは、質量ですよね。
ですから、この質量の中にいくつの分子が存在するかを考えなければなりません。
AとBの分子がどちらも1個ならば、
数平均分子量=(Aの分子量×1+Bの分子量×1)/(1+1)ですよね。
AとBが1モルずつ、つまり6×10^23ずつでも結果は同じですよね。
つまり6×10^23は約分...続きを読む

Q分子結晶と共有結合の結晶の違いは?

分子結晶と共有結合の結晶の違いはなんでしょうか?
参考書を見たところ、共有結合の結晶は原子で出来ている
と書いてあったのですが、二酸化ケイ素も共有結合の
結晶ではないのですか?

Aベストアンサー

●分子結晶
分子からなる物質の結晶。
●共有結合の結晶
結晶をつくっている原子が共有結合で結びつき、
立体的に規則正しく配列した固体。
結晶全体を1つの大きな分子(巨大分子)とみることもできる。

堅苦しい説明で言うと、こうなりますね(^^;
確かにこの2つの違いは文章で説明されても分かりにくいと思います。

>共有結合の結晶は原子で出来ている
先ほども書いたように「原子で出来ている」わけではなく、
「原子が共有結合で結びついて配列」しているのです。
ですから二酸化ケイ素SiO2の場合も
Si原子とO原子が共有結合し、この結合が立体的に繰り返されて
共有結合の物質というものをつくっているのです。
参考書の表現が少しまずかったのですね。
tomasinoさんの言うとおり、二酸化ケイ素も共有結合の結晶の1つです。

下に共有結合の結晶として有名なものを挙げておきます。

●ダイヤモンドC
C原子の4個の価電子が次々に4個の他のC原子と共有結合して
正四面体状に次々と結合した立体構造を持つのです。
●黒鉛C
C原子の4個の価電子のうち3個が次々に他のC原子と共有結合して
正六角形の網目状平面構造をつくり、それが重なり合っています。
共有結合に使われていない残りの価電子は結晶内を動くことが可能なため、
黒鉛は電気伝導性があります。
(多分この2つは教科書にも載っているでしょう。)
●ケイ素Si
●炭化ケイ素SiC
●二酸化ケイ素SiO2

私の先生曰く、これだけ覚えていればいいそうです。
共有結合の結晶は特徴と例を覚えておけば大丈夫ですよ。
頑張って下さいね♪

●分子結晶
分子からなる物質の結晶。
●共有結合の結晶
結晶をつくっている原子が共有結合で結びつき、
立体的に規則正しく配列した固体。
結晶全体を1つの大きな分子(巨大分子)とみることもできる。

堅苦しい説明で言うと、こうなりますね(^^;
確かにこの2つの違いは文章で説明されても分かりにくいと思います。

>共有結合の結晶は原子で出来ている
先ほども書いたように「原子で出来ている」わけではなく、
「原子が共有結合で結びついて配列」しているのです。
ですから二酸化ケイ素Si...続きを読む

Qポリマーの分子量?平均分子量?

ポリマー(高分子)化学についてはまったくの素人ですが、仕事上必要となり調べています。PMMAはポリMMAのことらしくMMA(名前は長い)が重合しているとか。PMMAはアクリル板の材料素材のようですが、粉末のPMMAを溶媒に溶かし、ある濃度の溶液を作る必要があるのですが、文献に拠りますと濃度の単位ははM(モーラー:モル パー リットル)となっています。ポリマーとはずっと鎖のように繋がったものと理解していましたので、ポリマーの分子量という意味がよく分かりません。ポリマーの分子量はどのように定義されていますか?また、ある文献にはPMMA-950Kとか書かれていますが、何のことか教えてください。また、ある文献には平均分子量なる用語が出てきましたが、これの定義もついでに教えてください。

Aベストアンサー

前に書いたようにポリマーサイエンスの分野では、ポリマーを溶媒に溶かす時にモルは決して使いません。
工業の分野でも、メーカーが分子量をグレード名に採用している例は知りません。
PMMA 950k はアメリカ OLION Corporation のグレード名です。正式には PMMA 950K Resist 9% となっています。
MSDS(材料安全データシート)では製品名 OCG 609 5.4CS となっており、当然ですが分子量の記載はなく、
PMMA単品ではなく有機混合組成物としてあります。

PMMAは重合度(ポリマーの長さに相当)が 10,000~15,000 でモノマー
の分子量が100ですから、ポリマーの一般的な
分子量範囲は100~150万となり、950Kはまだしも同社の496kは低すぎます。ポリマーの分野でしかもメーカーが
分子量を3桁の有効数字で表示することはまず考えられません。
従って低分子量グレードの目安表示の可能性は残りますが、メーカーが顧客に責任を持って開示している分子量ではありません。

もう一度文献を見直して、溶質ポリマーの量を決めてください。
光感光または基盤コーティング硬化材の実験を始められたのかと推察しますが、この分野で数点の英語文献に目を通しましたが、
溶液濃度はほぼ全てが%、つまり(重量/体積または重量/重量)です。

ご参考までにOLIN社のMSDSのリンク先を貼っておきます。

参考URL:http://www2.itap.purdue.edu/msds/docs/9864.pdf

前に書いたようにポリマーサイエンスの分野では、ポリマーを溶媒に溶かす時にモルは決して使いません。
工業の分野でも、メーカーが分子量をグレード名に採用している例は知りません。
PMMA 950k はアメリカ OLION Corporation のグレード名です。正式には PMMA 950K Resist 9% となっています。
MSDS(材料安全データシート)では製品名 OCG 609 5.4CS となっており、当然ですが分子量の記載はなく、
PMMA単品ではなく有機混合組成物としてあります。

PMMAは重合度(ポリマーの長さに相当)が 10,000~15,...続きを読む

Q水素結合とはどういうものですか?

現在、化学を勉強している者です。水素結合についての説明が理解できません。わかりやすく教えていただけないでしょうか?また、水素結合に特徴があったらそれもよろしくお願いします。

Aベストアンサー

要は、「電気陰性度の大きい原子に結合した水素と、電気陰性度の大きい原子の間の静電的な引力」です。
電気陰性度の大きい原子というのは、事実上、F,O,Nと考えて良いでしょう。
電気陰性度の大きい原子と結合した水素上には正電荷(δ+)が生じます。また、電気陰性度の大きい原子上には負電荷(δー)が存在します。

水素が他の原子と違うのは、その価電子が1個しかないことです。つまり、他のイオンとは異なり、H+というのは原子核(通常は陽子)のみになります。他のイオンの場合には、内側にも電子格殻が存在しますので、原子格がむき出しになることはありません。
ご存じと思いますが、原子核というのは原子のサイズに比べてはるかに小さいために、H+というのは他のイオンとは比べ物にならないほど小さいといえます。もちろん、正電荷を持つ水素というのは水素イオンとは異なりますので、原子殻がむき出しになっているわけではありませんが、電子が電気陰性度の大きい原子に引き寄せられているために、むき出しに近い状態になり、非常に小さい空間に正電荷が密集することになります。
そこに、他の電気陰性度の大きい原子のδーが接近すれば、静電的な引力が生じるということです。
そのときの、水素は通常の水素原子に比べても小さいために、水素結合の結合角は180度に近くなります。つまり、2個の球(電気陰性度の大きい原子)が非常に小さな球(水素原子)を介してつながれば、直線状にならざるを得ないということです。

要は、「電気陰性度の大きい原子に結合した水素と、電気陰性度の大きい原子の間の静電的な引力」です。
電気陰性度の大きい原子というのは、事実上、F,O,Nと考えて良いでしょう。
電気陰性度の大きい原子と結合した水素上には正電荷(δ+)が生じます。また、電気陰性度の大きい原子上には負電荷(δー)が存在します。

水素が他の原子と違うのは、その価電子が1個しかないことです。つまり、他のイオンとは異なり、H+というのは原子核(通常は陽子)のみになります。他のイオンの場合には、内側にも電子格殻...続きを読む

Q高校化学(混合気体の体積)

4.0molの窒素と1.0molの酸素からなる混合気体の体積は何Lか。

ここで混合気体と呼ばれているものは空気のことですよね?
もし、【2molの水素と1molの酸素から・・・】という問題だったら
2H2+O2=2H2O
となり、
2mol=44.8L
と答えることが出来るんですが

ここで求めないといけないのは空気の体積ですよね。
空気の組成式?なんて無いのでどうやって式を立てればいいかわかりません・・・。
教えてください。

Aベストアンサー

「混合気体」とは、水素、窒素、酸素、二酸化炭素、アルゴンなどの、
さまざまな気体が混合されているものをいいます。

空気は、
窒素(78%)、酸素(21%)、アルゴン(0.9%)、二酸化炭素(0.03%)、
その他の微量成分(ネオン、ヘリウム、メタンなど)の混合気体ですが、
空気以外にも混合気体はいろいろと存在します。

自分で好きなように気体を混ぜれば、任意の混合気体を作ることができます。
したがって、このたびの問題では、
「4.0molの窒素と1.0molの酸素からなる混合気体」について考えればいいのです。

ところでちょっと脱線しますが、気体の体積は、温度や圧力によって変化します。
注射器の中に一定量の気体を詰めて、
ピストンを引けば、体積は大きくなり、
ピストンを押せば、体積は小さくなります。
ピストンでかける圧力で気体の体積が変わってくるのです。
また、ピストンをゆるゆるにしておいて、温度を上昇させれば、
気体は膨張して体積が大きくなります。

1モルの気体(正確には理想気体)の体積が22.4リットルなのは、
標準状態(0℃、1気圧[atm])においてです。
気体の体積について話をするときは、
温度や圧力の条件を指定する必要があります。

それでは、標準状態(0℃、1気圧)における、
「4.0molの窒素と1.0molの酸素からなる混合気体の体積」を考えます。
1モルの気体の標準状態での体積は、
気体の種類が異なるものであっても、ほぼ同じく約22.4リットルです。
また、窒素と酸素は通常反応しないので、
この混合気体は、窒素と酸素合計5モルの分子を含む気体だといえます。
このとき体積は、5×22.4リットルとなるはずです。

ついでですが、「2molの水素と1molの酸素」の例を挙げられましたが、
水素と酸素を単に混合しただけでは、H2Oは生成しません。
合計3モルの混合気体のままです。
(標準状態の体積は、3×22.4リットルになりますね)
火をつけて爆発させるなどして、化学反応を起こして始めて、
H2Oは生成します。

質問者さんは、習った知識を応用していろいろと考えるタイプだと思います。
自分からあれこれと考えていくからこそ、正しいことや誤りに気づき、
サイエンスへの理解が深まっていきます。
これからも積極的にどんどんと考えて、あれこれと頭を使うことを楽しみ、
そして、正解にたどり着き、「そうなんだ」と納得したときの喜びを味わいながら、
ぜひ学習していってくださいね。

「混合気体」とは、水素、窒素、酸素、二酸化炭素、アルゴンなどの、
さまざまな気体が混合されているものをいいます。

空気は、
窒素(78%)、酸素(21%)、アルゴン(0.9%)、二酸化炭素(0.03%)、
その他の微量成分(ネオン、ヘリウム、メタンなど)の混合気体ですが、
空気以外にも混合気体はいろいろと存在します。

自分で好きなように気体を混ぜれば、任意の混合気体を作ることができます。
したがって、このたびの問題では、
「4.0molの窒素と1.0molの酸素からなる混合気体」...続きを読む

Q油脂の平均分子量とは?

ある油脂10.5gを完全に加水分解するのに、2.00mol/lの水酸化ナトリウム水溶液が
18.0ml必要であった。この油脂の平均分子量はいくらか。

この問題が分かりません。
油脂を加水分解するのに、油脂1molに水酸化ナトリウムが3mol必要だということから
水酸化ナトリウム3molでは、1.5l必要。それに18.0mlをかけて、とよく分からないことになってしまいました。
どうすればこの問題をうまくとけるんでしょうか?
そもそもなぜ、‘平均‘分子量となっているのでしょうか?
おねがいします。

Aベストアンサー

2.00mol/l*18.0ml=36mmolけん化に必要な水酸化ナトリウムの物質量。油脂(トリアシルグリセロール)を1モル、けん化するのに必要な水酸化ナトリウムは3モルであり、この場合、油脂をけん化するのに必要な水酸化ナトリウムは36mmol必要だったのだから、油脂は12mmolだったことになる。はじめ油脂10.5gがあったのだから、この油脂は、12mmolに相当する。油脂1モルに換算すると875gとなる。よって、
この油脂の平均分子量は875となる。

Q分子量を物質量に変換、モル濃度の換算

モル濃度を求めるために、分子量を物質量に変換したいのですが、やり方がわかりません。
いや、大体は分かるのですが・・覚える自信がないのです。それというのも私は、「理解」しないとすぐ忘れてしまうのです・・。

物質量のことと、変換の仕方、それがモヤモヤとしてて・・
なるほど!って思えるような、説明求みます!

さらに、質量パーセント濃度からモル濃度への換算の仕方を教えてください。密度の求め方すら分からなくて・・・(恥)

Aベストアンサー

分子量というのは、1molあたり質量のことだとわかっていれば、出来ると思います。
分子量=質量(g)/物質量(mol) ということですね。

すなわち
物質量(mol)=質量(g)/分子量 と変換できます。

質量%濃度というのは、溶質の溶液に対する割合、つまり
質量%濃度=溶質の質量(g)/溶液の質量(g)×100
ということです。

密度というのは、1cm^3あたりの質量のことです。今回は溶液のことを考えていますから
溶液の密度(g/cm^3)=溶液の質量(g)/溶液の体積(cm^3)

モル濃度は、溶液1lあたりに溶けている、溶質の物質量ですから、
モル濃度(mol/l)=溶質の物質量(mol)/溶液の質量(l)
となります。

結局、公式を羅列しただけになってしまったけれども参考にしてください。

Q二酸化硫黄と硫化水素の酸化還元反応式

タイトルのとおりなのですが、二酸化硫黄と硫化水素の酸化還元反応式が
どういうふうになるのかおしえてほしいのです。
硫化水素 H2S→2H+ + S + 2e-
二酸化硫黄 SO2 + 4H+ + 4e- → S + 2H2O
ということまではたぶんあっているとおもうのですが・・・
このあとどうやっていけば酸化還元反応式ができあがるのかが。。。
教えて下さい

Aベストアンサー

そこまでわかっているのなら、後は
e-が消えるように2つの式を足し合わせるだけです。
最初の式を2倍して、2番目の式と足せば、
2H2S + SO2 + 4H+ + 4e- → 4H+ + 2S + 4e- + S + 2H2O
両辺から同じものを消して
2H2S + SO2 → 3S + 2H2O
となります。

Q溶液の温度変化による結晶の析出量の公式

x=析出量、b=溶液の量、S=温度変化まえの溶解度、S`=温度変化後の析出量
とすると、x/b=(S-S`)/(100+S)
となると書いてあったんですが、この公式がいまいち理解できません
また、同様に溶媒量をaとすると、
x/a=(S-S`)/100
となるのも理解に苦しんでいるので、ぜひ何故このようになるのか
教えていただけませんでしょうか?

Aベストアンサー

S'は温度変化後の溶解度、の誤りでしょう。
溶解度がSであるということは、「水100gに対して物質がSgだけ溶ける」ということです。
これを踏まえて、具体的な数字を用いて考えてみましょう。

例えば、80℃で溶解度が50、20℃で溶解度が30である溶質があったとしましょう。
これを、水100gを基準にして考えてみると、80℃では50gまで溶かせますよね。つまり、
80℃では溶液は150g(=100+50)ですよね。では、これを20℃まで冷やしてみましょう。
すると、20℃では溶質は30gまでしか溶かせないので、50-30=20gが析出します。
この現象は、
『溶液100+50=150gに対して、50-30=20gの溶質が析出する』
ということですよね。これを
『溶液bgに対して、xgの溶質が析出する』
という形に置き換えて考えてみましょう。すると、上と下の関係は同等です。
そこで、両者の比を取ってみましょう。
(100+50):(50-30)=b:x
左辺は溶液150gの場合、右辺は溶液bgの場合です。

さて、本題では50g=S、30g=S'でしたから、この比の式は
(100+S):(S-S')=b:x
と変形できるので、内項、外項をとって整頓すると、
x/b=(S-S')/(100+S)
が導出されます。

上の解法では、溶液を基準に考えました。しかし、これを溶媒(=水)を基準に考えても
計算できるのです。つまり、
『水100gに対して、50-30=20gが析出する』=『水agに対して、xgが析出する』
このように考えて、両者の比を取ってあげましょう。すると、
100:(50-30)=a:x
→100:(S-S')=a:x
→x/a=(S-S')/100
が導出されます。

S'は温度変化後の溶解度、の誤りでしょう。
溶解度がSであるということは、「水100gに対して物質がSgだけ溶ける」ということです。
これを踏まえて、具体的な数字を用いて考えてみましょう。

例えば、80℃で溶解度が50、20℃で溶解度が30である溶質があったとしましょう。
これを、水100gを基準にして考えてみると、80℃では50gまで溶かせますよね。つまり、
80℃では溶液は150g(=100+50)ですよね。では、これを20℃まで冷やしてみましょう。
すると、20℃では溶質は30gまでしか溶かせないので、50-30=20gが析出...続きを読む


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