化学 計算

こんにちは。化学の基礎から学び直している者です。
疑問に思ったので、質問させていただきます。
たとえば黒鉛０.１molを燃焼させると、すべて反応してＣＯとＣＯ2が生じ、体積組成比は１:４だった。黒鉛の燃焼に使われた空気の体積は標準状態で何Ｌか。空気の体積組成はＮ2は80％、Ｏ2 ２０％とする。

私は１００％のうち、２０％が酸素が含まれてるから、/22.４×０.０９×２０/１００と式をたてたのですが、答えは22.４×０.０９×１００/２０でした。何ででしょうか？

相対質量のときは△/100でした。中和滴定や酸化還元反応のときは100/△…。

どういう感じで区別してるのですか？回答よろしくお願いします。

No.1 回答者： GOCHISOUda 回答日時： 2011/04/26 23:59

計算を整理しましょう。

２２．４×０．０９は酸素の量を求めました。

最後に求めたいのは空気の量です。

２０／１００は空気から酸素を求めるときですよね。
１００で割って１％を２０倍にすることで２０％にします。

１００／２０は
２０で割って１％を１００倍にすることで１００％にします。

No.2 回答者： matumotok 回答日時： 2011/04/27 00:05

こんにちは。

この手の計算では、（物理でも同じことが言えますが）単位の除算乗算もきちんと行うことです。今回の正解である22.４×０.０９×１００/２０に単位をつけてみると

22.4[L/mol]×0.09[mol]×100％/20％

となります。この単位系を計算してみると、答えの単位は[L]、リットルとなるので問題で求められている単位系と合致します。

一方、あなたの考え方の単位系を考えてみましょう。

/22.4[L/mol]×0.09[mol]×20％/100％

となり、この式から導き出される答えの単位は

[mol^2/L]という変な単位になってしまいます。（　^2は二乗をあらわしています。）単位がおかしくなるということから、除するべきか乗するべきかの計算を間違っていることがわかります。答えの単位が問題で求められているものに合うように除算乗算のしかたを修正してみましょう。

また、最後の100％と20％のどちらを分子分母にするべきかですが、「必要な酸素の体積」よりも「必要な空気の体積」のほうが多いことは感覚的にわかると思います。このことから、どちらを分母にしてどちらを分子にするべきかの判断がつくと思います。