「物質量と質量」のページです。

物質量と質量

　化学反応式は，その係数が数（物質量）の関係を表していることを前のページで確認しました。しかし，実際に実験するときには電子天秤などで質量〔g〕を量ります。

　相対質量や物質量は「質量数12の炭素原子¹²C」が基準となっていたので，これを例にとって物質量〔mol〕と質量〔g〕の関係を考えていきます。

　物質量の定義は，「質量数12の炭素原子¹²Cを12g集めたときに存在している原子の数を1molとする」というものです。これを逆から読み取ると，「質量数12の炭素原子¹²Cを1mol集めると12gになる」ということです。

　また，相対質量も¹²Cを基準の「12」としています。よって，「相対質量12の炭素原子¹²Cを1mol集めると12gになる」と言い換えることもできます。

　相対質量のページで例として扱った質量数18の酸素原子¹⁸Oの相対質量は「18」でした。これらを比較して¹⁸Oの質量は¹²Cの質量の1.5倍です（相対質量なので1個当たりの質量の比較）。

　1個当たりの質量が1.5倍のものを同じ数だけ集めると，総質量も1.5倍になるはずです。よって，相対質量が18の酸素原子¹⁸Oを1molだけ集めると，その質量は12g×1.5＝18gです。

　他の相対質量の原子で同様に考えても，物質量が1molのときの質量は「相対質量」と必ず同じ値になります。

　物質量（数）が2倍，3倍，・・・・・・となれば質量も2倍，3倍，・・・・・・となるので，物質量〔mol〕と質量〔g〕は比例関係になっています。物質量をn〔mol〕，相対質量をM，質量をw〔g〕とおくと，

　　　1mol　：　M〔g〕　＝　n〔mol〕　：　w〔g〕

　　　よって，　w ＝ n × M　，　n ＝ 　，　M ＝

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原子量・分子量・式量と質量

　原子量や分子量・式量は，原子や分子，組成式に相当する原子やイオンの相対質量（天然存在比を考慮した平均値）です。原子や分子，イオンなどを1mol集めると，原子量や分子量・式量と同じ値の質量になるはずです。

• 炭素の原子量は12.01　⇔　炭素原子1molの質量は12.01g
• 水H₂Oの分子量は18　⇔　水分子1molの質量は18g
• 塩化ナトリウムNaClの式量は58.5　⇔　塩化ナトリウム1molの質量は58.5g
• 硫酸イオンSO₄^2－の式量は96　⇔　硫酸イオン1molの質量は96g

　原子の相対質量と同様に，物質量をn〔mol〕，原子量・分子量・式量をM，質量をw〔g〕とおくと，次の比例関係の式が成り立ちます。

　　　1mol　：　M〔g〕　＝　n〔mol〕　：　w〔g〕

　　　よって，　w ＝ n × M　，　n ＝ 　，　M ＝

モル質量

　1molあたりの質量〔g〕をモル質量といい，g/molの単位で表します。

• 質量数12の炭素原子¹²Cの相対質量は12　⇔　1molの¹²Cの質量は12g
• 炭素の原子量は12.01　⇔　炭素原子1molの質量は12.01g
• 水H₂Oの分子量は18　⇔　水のモル質量は18g/mol
• 塩化ナトリウムNaClの式量は58.5　⇔　塩化ナトリウムのモル質量は58.5g/mol
• 硫酸イオンSO₄^2－の式量は96　⇔　硫酸イオンのモル質量は96g/mol

　モル質量〔g/mol〕は，単位に注目しながら式を立てるときに有効です。

　g/mol　は分数で表すと　　となります。

　 × mol ＝ g　より，モル質量〔g/mol〕に物質量〔mol〕を掛けることで，質量〔g〕を求めることができます（w ＝ n × M）。

　g ÷ ＝ mol　より，質量〔g〕をモル質量〔g/mol〕で割ることによって，物質量〔mol〕を求めることができます（n ＝ ）。

　g ÷ mol ＝ 　より，質量〔g〕を物質量〔mol〕で割ることによって，モル質量〔g/mol〕を求めることができます（M ＝ ）。モル質量〔g/mol〕は原子量や分子量，式量〔単位なし〕と値が同じなので，モル質量を求めることによって原子量や分子量，式量を知ることができます。

　これらは非常に重要な計算になってきますので，しっかりと練習をして慣れておきましょう。

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