化学の問題

ニコチンは質量百分率で炭素74.9%水素8.7%窒素17.3%を含む。ニコチンは1分子内に2個の窒素を有する。ニコチンの分子式を求めよ。なお、計算式を明示せよ。原子量はC12.0 H1.00 N14.00とせよ。

これの答えが
C;H;N=(74.9/12.01);(8.7/1.00);(17.3/14.00)=5.05;7.04;1
≒5;7;1
となってるのですがあってるのでしょうか？

No.6 回答者： NiPdPt 回答日時： 2014/09/04 10:13

比を使う方法がまずいのは、計算が煩雑になることと、それに伴って間違う可能性が高いからです。

結局、問題を解くにしても、楽な方法と面倒な方法があり、面倒な方法というのは間違える可能性が高いです。
したがって、その問題に応じた、楽で間違いにくい方法で解けるようにしておくことは重要です。
何でもかんでもワンパターンの解き方しか出来ないのは理解が浅いということになると思います。

話が脱線しますが、面倒で間違いやすい典型が、化学反応式における未定係数法です。特に酸化還元を伴う反応については係数を決めるのが難しい場合があります。しかし、反応の理屈がわかっていて、半反応式を理解できていればほとんどの場合未定係数法など不要です。

教える方としては、ワンパターン解法で教えるのが楽です。生徒もそれでわかった気になり、全ての問題がそれで解けそうな気がするからです。しかし、それでは物事の本質を見落としている、あるいは理解していないことがあります。なので、学生にとっては親切な教え方とは思えません。

No.4 回答者： NiPdPt 回答日時： 2014/09/03 10:30

そもそも、与えられた条件から、そういった方法で計算をするのは効率が悪いです。

Nが２個であることがわかっているなら、17.3%が式量の28に相当します。
したがって、分子量は28X(100/17.3)=162 です。
したがって、Cは(162x0.749)÷12=10
Hは(162x0.087)÷1=14
すなわち、C10H12N2になります。
分子式を計算する時に比を使うのは効率が悪いので、出来るだけをそれを回避するのが賢いやり方です。

No.3 回答者： gohtraw 回答日時： 2014/09/03 07:15

＞2/1.24ってなんですか？

＞どこからそれがでてくるんでしょうか？

原子の個数比が
C:H:N=６．２４：８．７：１．２４

となっていますね。実際には窒素原子の数は２なので、上記の比の
中で窒素原子の個数に該当する１．２４を２に直すために２／１．２４
を掛けています。

No.2 回答者： gohtraw 回答日時： 2014/09/02 17:26

質量百分率から原子の個数比を求めるために、それぞれ原子量で割ってやると

７４．９／１２：８．７／１：１７．３／１４
　≒６．２４：８．７：１．２４
窒素原子が二個なので、上記の比の各項に２／１．２４を掛けると
１０．０６：１４．１４：２
分子式だから
C10H14N2
でしょうね。

この回答への補足

2/1.24ってなんですか？
どこからそれがでてくるんでしょうか？

補足日時：2014/09/02 23:35

No.1 回答者： opiok 回答日時： 2014/09/02 17:20

5：7：1は、ニコチン1分子中の炭素と水素と窒素の原子数の比です。

ニコチンが1分子内に2個の窒素原子を有するのであれば、炭素原子数は5*2=10個、水素原子数は7*2=14個
よって、ニコチンの分子式はC10H14N2

因みに、炭素が74.9%、水素が8.7%、窒素17.3%だと、合計100.9%になってしまいますが、これは誤差の範囲内なのでしょうか。