ある参考書で、
たとえば、濃度0.10mol/Lの硫酸銅IIのつくりかたは、硫酸銅II五水和物24.95gを正確にはかりとる→水に溶かして1Lにする。(途中の過程は省略しています)
と書いてあるのですが、硫酸銅II五水和物24.95gは式量は249.5ですので物質量は24.95/249.5で計算しますよね。このとき物質量は0.1、0.10、0.100、0.1000どう表せばよいですか?量り取った物質の有効数字は4桁ですよね?だから0.1000molって考え方はあっていますか?そしたら、濃度の有効数字2桁はどこからやってきたのでしょう・・・
有効数字がいまだに整理できていません。よろしくお願いします
No.2ベストアンサー
- 回答日時:
有効数字の考え方だけ、補足説明しますね。
有効数字、と関係あるのは、誤差です。
測定には必ず誤差が含まれるので、「ちょうど 1g」ということは、実際にはありえません。では、この「1g」は、どのくらい正確に 1g なのでしょう?それをあらわしているのが有効数字です。
たとえ話をしましょう。
「日本の人口は1億3千万人です」という文章があったとします。
これが、日本の人口が「130,000,000人きっかりである」という意味でないのは、おわかりいただけると思います。
おそらく、実際の人口は「1億4千万人には満たないが、1億2千万人というほど少なくない」という感じですよね。ということは、実際の人口は、「1億2千5百万よりは多く、1億3千5百万よりは少ない」と考えられます。これが、「有効数字2桁」という意味です。「3桁目はちょっと自信ないなぁ」って感じですね。
さらに続けます。「ここに1兆円きっかりあったとします。これを日本の人口一人ひとりに分配した場合、一人が受け取れる金額はいくらでしょうか?」
1兆円÷1億3千万人=7692円?
いいえ、ちがいます。1兆円のほうは「きっかり」と書いているので、誤差は含まれませんが(有効数字13桁です)、人口は1億3千万きっかりではありません。
人口の「有効数字2桁」に計算結果の正確性は押さえ込まれます。ですので、単純に割り算した答のように4桁もの正確性はありません。結果、答も有効数字2桁と考えて、3桁目を四捨五入し 7700円、になるわけです。有効数字をより意識した書き方をすれば、7.7 x 10^3 ってとこでしょうか。
このように、誤差が含まれることを考慮しながら、計算結果を「丸めて」進めていくのが、「有効数字」という考え方になると思います。
「有効数字2桁」の場合の実際の計算方法は、すでに回答があるように、途中の計算は3桁で行ない、最後に得られた数値の3桁目を四捨五入して、2桁として回答する、となります。
この回答への補足
No.1、2の回答ありがとうございます。
濃度の0.10mol/Lは書いた人が指定してるってこととらえていいんですね。
もし、単純に自分が水溶液を作ろう!と思い立って自分で24.95gを量りとって、1Lの水溶液にしたら、モル濃度は0.1000mol/Lって表現してもいいのですか?
No.4
- 回答日時:
#1の回答者です。
>>>>
No.1、2の回答ありがとうございます。
濃度の0.10mol/Lは書いた人が指定してるってこととらえていいんですね。
そのとおりです。
>>>
もし、単純に自分が水溶液を作ろう!と思い立って自分で24.95gを量りとって、1Lの水溶液にしたら、モル濃度は0.1000mol/Lって表現してもいいのですか?
はい。
0.01グラムの精度で24.95グラムを量り、
0.0001リットルの精度で1.0000リットルを量ればよいです。
No.3
- 回答日時:
> だから0.1000molって考え方はあっていますか?
あってますよ。
うるさいことをいえば、硫酸銅(II)五水和物の式量は249.5ではなくて、249.7ですし、硫酸銅(II)五水和物を正確にはかりとるためには硫酸銅(II)五水和物の密度(浮力補正のため)と試料の純度を考慮しないといけませんが、硫酸銅(II)五水和物を4桁の精度ではかりとることは、非現実的な作業ではないです。
また「1Lジャスト」という体積も本来ありえない話ですけど、メスフラスコ(全量フラスコ)を使えば、1.000Lの溶液を作ることは容易です。
> そしたら、濃度の有効数字2桁はどこからやってきたのでしょう・・・
誤植でなければ、めんどくさいことは考えずに解答を有効数字2桁で書け、という出題者の指示でしょう。
実際問題として、濃度の有効数字が2桁の溶液(今の場合は、濃度に10%の不確かさがある溶液)は、化学分析には到底使えるものではありません。演習問題を解くときの計算労力を減らすために、桁を減らしているのでしょう。硫酸銅(II)五水和物の式量を249.5としているところからも、有効数字とか誤差とかを真面目に考えた上での記述とは、私には思えません。
おまけ:Cu(SO4)・5H2Oの式量
63.5+32+16*9+1*10=249.5
63.55+32.07+16.00*9+1.008*10=249.7
No.1
- 回答日時:
こんにちは。
解答は2桁でいいですよ、という意味です。
途中の計算は3桁以上で行い、最後に四捨五入です。
ちなみに、「1L」は、有効数字1桁ですけど。(笑)
しかし、これに関しては、1Lジャスト(=1.000・・・リットル)を意味していることは明白ですので。
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