学習目標
- 原子と分子のモルの質量がどのように表されるかを学ぶこと。
モルを導入し、変換係数として使う練習をしたところで、「なぜモルはその特定の個数なのか」という当然の疑問が湧いてきます。 モルの数は、原子質量単位とグラム質量単位の相対的な大きさに関係します。 水素原子1個の質量が約1uであるのに対し、1モルの水素原子の質量は約1gである。 また、1個のNa原子が約23uの質量を持つのに対し、1molのNa原子は約23gの質量を持つ。
ある物質の1モルは、1個の原子または分子が持つ原子質量単位と同じグラム単位の質量を持つ。 周期表で原子の原子量として確認した数字は、1原子の質量（u）だけでなく、1モルの原子の質量（g）も示しています。
例 元素のモル→質量変換
各量の質量は？
- 1 mol of Al atoms
- 2 mol of U atoms
解答
- Al原子1モルはグラムでの質量はアルミニウムの原子質量と数値的に等しくなる。
- 周期表によると、Alの原子質量（小数点第2位を四捨五入）は26.98なので、Al原子1molの質量は26.98gです。
練習問題 元素のモル→質量変換
各量の質量は？
- 1 mol of Au atoms
- 5 mol of Br atoms
答えa.Auは1モル、Brは1モル。
197.0 g
Answer b:
5 mol Br atoms x 79.90 g/mol = 399.5 g
モルの概念は、式単位や分子の質量にも拡張できる。 分子（または式単位）1モルの質量をグラムで表すと、原子質量単位での分子（または式単位）1モルの質量と数値的に等しくなる。 例えば、O2分子1個の質量は32.00uで、O2分子1molの質量は32.00gです。原子質量単位の質量と同様に、ある物質の1molの質量は、その物質の式中の個々の原子の質量を単純に合計して得られます。 元素、イオン化合物、共有結合化合物を問わず、物質1molの質量をモル質量と呼びます。 化合物のモル→質量変換
各物質の1モルの質量は何ですか？
- NaCl
- bilirubin (C33H36N4O6), 胆汁（肝臓の分泌物）の主な色素
溶液
- NaCl式単位の原子のモル質量を合計すると
| 1 Naモル質量が得られる。 | 22.99 g |
| 1 Clモル質量： | 35.45 g |
| 合計： | 58.44 g |
NaCl1モルの質量は58.44 gとする。
- 各原子のモル質量にビリルビンの式中のその種類の原子の数を掛け、結果を足すと
| 33 Cモル質量： | 33 × 12.01 g | 396.33 g | |
| 36 Hモル質量: | 36 × 1.01 = | 36.36 g | |
| 4 Nモル質量： | 4 × 14.01 = | 56.04 g | |
| 6 Oモル質量： | 6 × 16.00 = | 96.00 = | 96.00 g |
| Total: | 584.73 g |
ビリルビン1molの質量は584.73g。
演習(《Physys》):《D》:《D》(《D》)。 モルから質量への変換化合物
それぞれの物質1モルの質量は？
- 消化管のX線撮影に用いられる硫酸バリウム（BaSO4）
- 細胞核の成分で細胞分裂に不可欠なアデノシン（C10H13N5O4）
答えa.です。
233.36 g
答えb:
267.28 g
原子を数えるときに注意することです。 多原子イオンを括弧で囲んだ式では、括弧の中のすべての原子に括弧の外の添え字が適用される。 例えば、Ba(OH)2のモル質量は、Ba1質量、O2質量、H2質量の和が必要：
| 1 Baモル質量： | 1 × 137.3 g = | 137.3 g | ||
| 2 Oモル質量： | 2 × 16.00 g = | 32.0 g = | 3 Oモル質量： | |
| 2 Hモル質量： | 2 × 1.01 g = | 2.02 g | ||
| 合計： | 171.5 g | 2モル質量： | 2 × 1.01 g = | 2 = |
モル質量は物質1モルに対する質量と定義されるので、モル質量をグラム/モル（g/mol）と呼ぶことができる。 除算記号(/)は「あたり」を意味し、分母には「1」を意味する。 したがって、ビリルビンのモル質量は584.73g/molと表すことができ、「1モルあたり580.4ポイント73グラム」と読みます。
概念検討演習
- 元素のモル質量はどのように決まるか？
- 化合物のモル質量はどのように決定されますか？
回答
- 元素のモル質量は原子1個の質量の単位と同じ数値であるが代わりにグラムの単位である。
- 化合物のモル質量は、その原子のモル質量を足して計算します。
キーポイント
- 原子と分子のモルの質量はグラムの単位で表します。
演習
-
Siのモル質量は何グラムですか？
-
Mnのモル質量を教えてください。 Mgのモル質量は？
-
FeCl2のモル質量を教えてください。
-
C6H6のモル質量は何ですか？ C6H5CH3 のモル質量は? Ca(OH)2 のモル質量を教えてください。
-
(NH4)3PO4 のモル質量を教えてください。 Sr(HCO3)2のモル質量は？
-
アスピリン（C9H8O4）は鎮痛剤（痛み止め）、解熱剤（熱さまし）の薬である。 アスピリンのモル質量は？
-
イブプロフェン（C13H18O2）は鎮痛剤（痛み止め）です。 イブプロフェンのモル質量は何ですか？
-
モルヒネ（C17H19NO3）は麻薬性の鎮痛剤です。 モルヒネ1molの質量は？
-
ヘロイン（C21H23NO5）はモルヒネから派生した麻薬性鎮痛薬です。 ヘロイン1molの質量は？
答え
1. 28.09 g/mol; 238.0 g/mol
2. 54.94 g/mol; 24.31 g/mol
3. 126.75 g/mol; 162.0g/mol.20 g/mol
5. 68.16 g/mol; 74.10 g/mol
7. 180.17 g/mol
9. 285.37 g
10. 369.45 g