モル分率の計算方法

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著者: Lewis Jackson
作成日: 14 5月 2021
更新日: 16 11月 2024
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【高校化学】気体⑦ ~分圧とモル分率〜
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溶液を分析するとき、化学者は成分のモル濃度を測定します。溶質のモル分率は、溶液中の溶質と溶媒の合計モル数に対するその溶質のモル数の比率です。モルとモルの比であるため、モル分率は無次元数であり、もちろん、常に1未満です。

モル分率の式は簡単です。いずれの溶液でも、溶質Aのモル分率は=(Aのモル)÷(総モル)であり、溶媒のモル分率=(溶媒のモル)÷(総モル)です。状況によっては、ほくろの数が直接与えられないことがあります。化合物の化学式とその重量または体積がわかっていれば、計算できます。これを行うには、ほくろが何であるかを知るのに役立ちます。

TL; DR(長すぎる;読まなかった)

1つ以上の溶質を含む溶液のモル分率の式は次のとおりです。各溶質のモル分率=その溶質のモル数をすべての溶質と溶媒の合計モル数で割った値。

ほくろの定義

周期表の各元素には特徴的な質量があり、これにより、すべての化合物にも特徴的な質量があります。原子レベルでは、質量は原子質量単位で測定されますが、化学者は巨視的な用語で質量を表現する方法が必要です。この目的のために、彼らはアボガドロス数(6.022×1023)原子または分子。グラムで測定されるこの多くの粒子の質量は、原子質量単位で測定される分子質量と同じ数です。

したがって、モルの定義は、原子質量単位で測定された構成要素の質量に等しい、グラムで測定された任意の化合物の質量です。手持ちの化合物のモル数を計算するには、質量を化合物の1モルの質量で除算します。これは周期表から計算できます。

モル分数方程式の使用

すべての溶質と溶媒のモル数がわかれば、モル分率式は特に理解しやすく使いやすいです。たとえば、2モルの四塩化炭素(CCl4)、3モルのベンゼン(C6H6)および4モルのアセトン(C3H6O)。溶液中の総モル数は9です。モル分率の式から、四塩化炭素のモル分率は2/9 = 0.22であることがわかります。同様に、ベンゼンのモル分率は3/9 = 0.33で、アセトンのモル分率は4/9 = 0.44です。

ソリューションの1つまたは複数のコンポーネントの質量だけを知っているが、もう少しだけ知っていると、事態はさらに複雑になります。あなたがしなければならないことは、成分の質量をモル数に変換することであり、化学式を知っている限り、それは簡単な算術問題です。

モル分率の問題例

77グラムの四塩化炭素(CCl4)アセトン78グラム(C3H6O)。溶液中の各化合物のモル分率は何ですか?

四塩化炭素の質量をアセトンの質量で割る衝動に抵抗します。それらはほぼ同じであるため、結果は各化合物で0.5になり、アセトンでは間違った結果になります。まず、質量を各化合物のモル数に変換する必要があり、それを行うには、周期表の各元素の原子質量を検索する必要があります。

炭素の原子質量は12.0 amu(小数点以下1桁に四捨五入)、塩素の原子質量は35.5 amuであるため、四塩化炭素1モルの重量は154グラムです。 77グラム、つまり77/154 = 0.5モルです。

水素の原子質量が1 amu、酸素の原子質量が16 amuであることに注目すると、アセトンのモル質量は58グラムです。 78グラム、つまり1.34モルです。つまり、溶液中の総モル数は1.84です。これで、モル分率方程式を使用してモル分率を計算する準備が整いました。

四塩化炭素のモル分率= 0.5モル/1.84モル= 0.27

アセトンのモル分率= 1.34モル/1.84モル= 0.73