化合物の中の単体のmolは？

1molのアンモニア（NH3）の中に窒素原子と水素原子はそれぞれ何molずつ含まれているかという問いに

アンモニアには常に窒素原子の３倍の水素原子がある。

したがって窒素原子は１mol、水素原子は3mol。
という答えがあったのですが、どうもすっきりしません。

どなたかわかりやすく説明していただけますか。


それともそういう風に覚えるものでしょうか（高校レベル）
たとえばCO2の1molなら、炭素原子は１mol、酸素原子は２mol これでOKですか。

No.7 回答者： ORUKA1951 回答日時： 2014/08/04 12:13

＞＞1molを数えてみたら、現時点では約6.02214129(27)×10?? mol?? までカウントで

きると言う意味で、それを1molと定義するのではない
＞という部分は、円周率が3.141529…と本来膨大な桁であるけれども、中学などで計算
＞するときには円周率＝3.14とする
＞といったようなものとの理解でいいのですか。
　　円周率(π)、アボガドロ定数(NA)というものは、無理数で意味も定義されています。
　　計算に使用するときの数と言う意味では、その通りですが・・・　
＞＞まったく逆転している。
＞この逆転とはどういう意味でしょうか。
　ここが違う。
1) 鉛筆一握りを１ダースと決めた
2) それを数えてみたら１２本であった。
　　ではないですよね。ダース,グロス、グレートグロスは12進数の桁です。
一方のモルは
★物質量の単位であって
1) ¹²C 0.012kgに含まれる要素の数を1モルと定める。
2) それを数えてみたら、約6.02*****×10²³個であった。
なお、 ¹²C 0.012kgに含まれる要素の数」をアボガドロ定数と言う。

　ダースとはまったく意味が異なるのは分かりますよね。

kg:質量の単位で定義は・・
m:長さの単位で・・
A:電流の単位で
・・
モル:物質量の単位で・・
　　　^^^^^^^^^^^^^
2. モルを用いるとき、要素粒子を指定する必要があるが、それは原子、分子、イオン、電子その他の粒子、またはこれらの粒子の集合体であって良い。

　二酸化炭素という【分子】が１モルあれば、そこには炭素【原子】が１モル、酸素【原子】が２モルあるはずですし、固体の炭素【原子】1モルと、気体の酸素【分子】１モル（標準状態STPで約22.4L）から作られる。
　C + O₂ → CO₂

なぜ、
「二酸化炭素という【分子】が１個あれば、そこには炭素【原子】が１個、酸素【原子】が２個あるはずですし、固体の炭素【原子】1個、気体の酸素【分子】１個から作られる。」
ですむ物を、
「二酸化炭素という【分子】が１モルあれば、そこには炭素【原子】が１モル、酸素【原子】が２モルあるはずですし、固体の炭素【原子】1モルと、気体の酸素【分子】１モル（標準状態STPで約22.4L）から作られる。」
と、モルで語らなければならないか!!!

　それは、分子量、原子量を学んだ時に、原子量、分子量、式量は、¹²C原子一個の質量を１２としたときの、「質量の比」が生きてくるのです。また、アボガドロの法則「同温同圧の同体積の気体には同じ数の気体分子が含まれる」から、モルは気体の体積にも換算できます。
　すなわち
　C　+　O₂ → CO₂
１個　１個　　１個
12g 　22.4L 22.4L
　　　　32g　　44g
Cがダイヤモンドなら、60カラット(^^)

　と他の計測可能な単位に換算できるから・・

★モルが分かれば化学がわかるといわれるくらい重要な部分です。原子量・分子量・式量および化学反応式と関連して確実に身につけましょう。

　

この回答への補足

なるほど、わかりました。ありがとうございます。

補足日時：2014/08/04 13:34

No.6 回答者： Saturn5 回答日時： 2014/08/04 00:38

Ｎｏ．５のORUCA1951さんが書かれているように、高校教師でもモルの概念が

間違っている人がかなり多いです。６．０２×１０＾２３個は結果論であって、
０．０１２ｋｇの１２Ｃと同じ個数になる量です。

さて、この問題はこのように考えると楽です。
ＣＯ２はハンバーガーと考えましょう。
Ｃが肉でＯがパンです。パン２枚の中に肉を挟んでいるのがＣＯ２です。
ですから、ハンバーガーが１００個あれば、パンは２００枚、肉は１００枚
になります。

ＮＨ３は三輪車です。ＮがボディでＨが車輪です。
三輪車が５０台あれば、ボディは５０個で車輪は１５０個です。

この回答への補足

おお、とてもわかりやすいです。

補足日時：2014/08/04 01:32

No.5 回答者： ORUKA1951 回答日時： 2014/08/02 09:11

モルの定義を復習しましょう。

1.モルは、0.012 キログラム（12グラム）の炭素12の中に存在する原子の数と等しい要素粒子を含む系の物質量である。
2. モルを用いるとき、要素粒子を指定する必要があるが、それは原子、分子、イオン、電子その他の粒子、またはこれらの粒子の集合体であって良い。
　⇒物質量 - Wikipedia( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%89%A9%E8%B3%AA% … )

　教科書や指導者によると、物質量やモルの定義を誤っているものがあります。典型的な誤りは、「6.02×10²³個(アボガドロ定数個)の物質」と説明しているものやダースやグロスと同様に個数の単位としているなど。
　1molを数えてみたら、現時点では約6.02214129(27)×10²³ mol⁻¹ までカウントできると言う意味で、それを1molと定義するのではない。まったく逆転している。そのカウントした値はアボガドロ定数となる。(アボガドロ数ではない)

　さて、あなたの質問は、モルの定義の２項目目「モルを用いるとき、要素粒子を指定する必要があるが、それは原子、分子、イオン、電子その他の粒子、またはこれらの粒子の集合体であって良い。」です。
　要素粒子を指定した時点で、それはその指定された要素粒子の物質量になります。

　モルはきちんと定義されています。それを正確に理解しておくこと。化学の教師でも間違っている人結構多いです。

この回答への補足

＞1molを数えてみたら、現時点では約6.02214129(27)×10²³ mol⁻¹ までカウントできると言う意味で、それを1molと定義するのではない。

という部分は、円周率が3.141529…と本来膨大な桁であるけれども、中学などで計算するときには円周率＝3.14とする
といったようなものとの理解でいいのですか。


＞まったく逆転している。
この逆転とはどういう意味でしょうか。

補足日時：2014/08/04 01:32

No.4 回答者： opiok 回答日時： 2014/08/02 07:58

「アンモニアには常に窒素原子の3倍の水素原子がある」という表現が、あまりよくないと思います。

これを、「アンモニア1分子（1個）は窒素原子1個と水素原子3個で構成されている」とすると、「アンモニア分子1個の中には窒素原子1個と水素原子3個がある」ことになります。
後は、個をmolに置き換えて、、「アンモニ分子1molの中には窒素原子1molとの水素原子3molがある」となります。

No.3 回答者： stringf35 回答日時： 2014/08/02 01:27

OKです。

モルは原子や分子の数を表現する単位だと考えるとわかりやすいです。つまり、6×10^23個まとめて1モルと定義していると考えます。

たとえばダースという単位ありますよね？ビンとか鉛筆とか12本まとめて1ダースって言いますよね。質問者様の問いをビンに置き換えると、「1ダースのジュースの瓶（未開栓）に王冠とビンはそれぞれ何ダースずつ含まれているか」という問いになり、「未開栓のジュースの瓶には常にビンと同数の王冠がある。したがってビンは1ダース、王冠も1ダース」という答えになります。

たとえが悪くて逆にわかりづらいかもしれませんが…。

No.2 回答者： trytobe 回答日時： 2014/08/02 01:22

まず、mol は個数の単位だというイメージでみてください。

アンモニア「分子」が１mol あるということは、NH3 が1mol あるということ。ということは N「原子」は 1mol 、H 「原子」は 3mol 。

結合ずみのアンモニア「分子」で数えたときの個数と、それを「原子」ごとに分解して数えたときの個数、と考えると、部品を組み立てた製品の数と、部品の数との関係のように比例していることもイメージしやすいかと思います。

CO2 の件もご質問にあるとおりで合っています。

No.1 回答者： Tacosan 回答日時： 2014/08/02 00:14

どこがどうすっきりしないんでしょうか?