モル(mol)は、原子・分子の世界と 日常世界(daily life)をむすぶ秤(はかり) 水素原子が目で見え、重さがわかったら H 1(原子量の基準/相対質量) 水素原子の記号 1原子:最も軽い原子 水素分子は H2 2 H --------------> H2 1 + 1 2 水1分子の重さ(分子量)
水素の燃焼=水生成反応 H原子が何個集まると1gになるか?→ N個 If H2 + O2 ----------------> H2O 2 32 18 (重量変化)? 正しくは 2H2 + O2 ----------------> 2 H2O 2x2 32 2x18 (重量変化) 2molecule 1molecule 2molecule ここでdaily lifeへ H原子が何個集まると1gになるか?→ N個 H=1( 原子量)とするとN個の分子の相対質量(分子量)がわかる H2: 2 g O2: 32 g H2O: 18 g
水生成反応 2H2 + O2 ----------------> 2 H2O 2x2g 32g 2x18g 2molecule 1molecule 2molecule (N個のmoleculeが集まった集団を) ↓ ↓ ↓ 2mol 1mol 2mol と定義する。 H2 1mol は 2 g O2 1mol は 32 g H2O 1mol は 18 g では、N個の具体的な数値は? Avogadro数
2H2 + O 2 ----------------> 2 H2O
メタン CH4の分子量は? 12+4=16 16gのメタンが 1mol 分子の質量はそれぞれ異なることがわかる。 モルが分かったら モルを実際に応用してみよう(馴染む) 1mol当たりの質量を比較する 水素 H2 の分子量は? 1x2=2 水素2gが 1mol 酸素 O2 の分子量は? 16x2=32 酸素32gが 1mol 水 H2Oの分子量は? 2x2+16=18 水18gが 1mol メタン CH4の分子量は? 12+4=16 16gのメタンが 1mol 分子の質量はそれぞれ異なることがわかる。 従って、1mol当たりの質量を比較すると 酸素 > 水 >メタン > 水素
反応式に当てはめると 2 N H2 + N O2 ----------------> 2 N H2O N個(1 mol) 集まった時の反応 ● 2 molの水素 と 1 molの酸素が反応すると 2 molの水が生成する。 ● 2 molの水素(4 g) と 1 molの酸素(32 g)が反応すると 2 molの水(36 g)が生成する。 1 molの気体は、種類に関係なく22.4 L(0℃, 1 atm)を占めるので ● 44.8Lの水素 と 22.4Lの酸素が反応すると 44.8Lの水蒸気ガスが生成する。
2・ H2 + O2 ----------> 2・ H2O 反応式の意味を考える 2・ H2 + O2 ----------> 2・ H2O 2 : 1 : 2 係数比 1) 2x22.4 L : 1x22.4 L ------> 2x22.4 L 容積比(ゲイリュサックの法則) 2) 2xN : 1xN ------> 2xN 分子数比 3) 2x(1x2) : 1x(16x2) ------> 2x(1x2+16) 重量(分子量)比 4 g + 32 g = 36 g <質量保存則> 4) 2 mol : 1 mol ------> 2 mol モル比 1 mol = N個の分子の重さ
液体の水 H2O 1 mol は 18 g 液体のベンゼン C6 H6 1 mol は 78 g 固体のぶどう糖 C6 H12O6 液体、固体でも1 mol中にはN0個の分子を含み その質量は分子量gである。 液体の水 H2O 1 mol は 18 g 液体のベンゼン C6 H6 1 mol は 78 g 固体のぶどう糖 C6 H12O6 1 mol は 180 g
CH4 + 2 O2 -------> CO2 +2 H2O 1molのCH4から1molのCO2が生じる CO2 1 molは何gか? CH4 + 2 O2 -------> CO2 +2 H2O 1molのCH4から1molのCO2が生じる メタン 16 g(22.4 L) <1 mol> が燃えると 44g <1 mol> の二酸化炭素が生じる。