モルと化学量論:学習ガイド

重要なポイント

モルは、はかった質量と粒子の数を結びつける。化学量論では、つり合った反応式の係数を使って、反応物と生成物の量を換算する。

• 物質量は質量をモル質量で割ったもの: n = m ÷ M。1 mol には 6.022 × 10²³ 個の粒子がある。
• まず式をつり合わせる。係数はモルの比を表し、グラムの比ではない。
• 限定試薬は先になくなる物質である。各反応物をモルにして係数で割り、最小の値が反応を限定する。
• 収率は、実際に得られた量を限定試薬から求めた理論上の最大量と比べたものである。

主な式

• n = m ÷ M
• N = n × 6.022 × 10²³
• percent yield = actual ÷ theoretical × 100
• mass % = mass of part ÷ total mass × 100

例題

2 H₂ + O₂ → 2 H₂O で、H₂ 4.0 g と O₂ 40.0 g を混ぜる。n(H₂) = 4.0 ÷ 2.016 = 1.98 mol、n(O₂) = 40.0 ÷ 32.00 = 1.25 mol。H₂ に必要な O₂ は 0.99 mol で、1.25 mol あるので H₂ が限定する。生じる水は 1.98 mol × 18.02 g/mol = 35.7 g。30.0 g 得られたなら収率は 30.0 ÷ 35.7 = 84 %。

よくある間違い

• 反応式のモル比にグラムをそのまま使うこと。
• 係数を比べる前に式をつり合わせないこと。
• 質量の小さい反応物を限定試薬とし、係数あたりのモル数が小さいほうを選ばないこと。

練習

このトピックの練習問題で力試しをしましょう:モルと化学量論