Transcript M - 環境生命化学科
物理化学 福井工業大学 工学部 環境生命化学科 原 道寛 名列＿＿＿＿ 氏名＿＿＿＿＿＿＿＿ 物理化学（メニュー） 0-1. • 有効数字 0-2. • 物理量と単位 0-3. • 原子と原子量 0-4. • 元素の周期表 0-5. • モルとアボガドロ定数 0-6. • 化学量論 0-4. 元素の周期表 元素の周期律（periodic law）：1869年ロシアのMendeleevとドイツ のLothar Meyerにより。 元素の原子番号の順に並べていくと、 C A B 電子の体積や第一イオン化エネルギーなどの元素の性質が周期的 (periodic table) に変化する。 D 規則性を持つ。 族(group） E F 周期(period） http://homepage2.nifty.com/m_shi/tech/images/periodic.gif 物理化学（メニュー） 0-1. • 有効数字 0-2. • 物理量と単位 0-3. • 原子と原子量 0-4. • 元素の周期表 0-5. • モルとアボガドロ定数 0-6. • 化学量論 0-5. モルとアボガドロ定数 A 原子が結合して物質に固有な単位粒子＝分子（molecule） B 単位粒子の相対質量＝分子量（molecular weight: Mr） 炭素原子の集合体 C60：フラーレン Cn：カーボンナノチューブ C NaClは 組成式 で表され、 D 原子量の和を 式量（formula weight） http://www.jaxa.jp/press/archives/nal/20001219_molecular_j.html http://home.hiroshima-u.ac.jp/srphys/nanotube/nanotube.html http://www.chemistry.wustl.edu/~edudev/LabTutorials/Water/PublicWaterSupply/PublicWaterSupply.html 0-5. モルとアボガドロ定数 A C B D 参照：ダイナミックス化学図説 0-5. モルとア ボガドロ 定数 A B D C E 0-5. モルとアボガドロ定数 例1：C6H12O6で表されるグルコースの 分子量を計算せよ。 M r Ar (C) 6A Ar (H)12 Ar (O) 6B C .01 6 1.D00812 16 E .00 6 12 180 F .16 http://nara.cool.ne.jp/tentoumusi/enji/551a/guru02.jpg 0-5. モルとアボガドロ定数 例2：25.0gのメタノールCH4Oの 物質量と分子数を求めよ。 メタノールの分子量は M r Ar (C) Ar (H) 4＋Ar (O) C .00 A .01 1B.008 4 16 12 32.04 D E モル質量 32.04g mol-1 したがって、その物質 量ｎ は F H25.0 g 質量 n 0J .7802 mol 0.780 mol K 1 モル質量 32 G I .04 g mol また、分子数は L 6.022 1023 mol－１ 0M.7802mol 4N.701023 物理化学（メニュー） 0-1. • 有効数字 0-2. • 物理量と単位 0-3. • 原子と原子量 0-4. • 元素の周期表 0-5. • モルとアボガドロ定数 0-6. • 化学量論 0-6-1 化学式 • 分子式（molecular formula）・構造式（structural formula）・組成式・示性式・イオン 式 B A G H D C I J E K F L 0-6-1 化学式 • 分子式（molecular formula）・構造式（structural formula）・組成式・示性式・イオン式 A B C D E F G H I J K L • 0-6-1 化学式 分子式（molecular formula）・構造式（structural formula）・組成式・示性式・イオン式 A B C D E F G H I 酢酸の分子量は M A (C) 2 A (H) 4＋A (O) 2 0-6-1 化学式 A .01 2 1.B008 4 16 C .00 2 12 例1：酢酸CH3COOH 60.05 D E g の組成百分率を求 1molの質量は60.05 F 炭素の質量 めよ。 ％C r r r r 2 2 酢酸の質量 G となるから ％C H24.02ｇ 60.05 I 2ｇ 100 J40.00％ 同様に • 組成百分率：全体の質量 に対するそれぞれの元素 の質量百分率 ％O K32.00ｇ L60.052ｇ M 100 53.29 ％ したがって、 N - 40.00 O P Q ％ ％H＝100 - 53.29 ＝6.71 0-6-1 化学式 例2：肥料となる硫酸アンモニウム（NH4）2SO4 10g中 の硫黄（S）の質量はいくらか。 硫酸アンモニウムの分 子量は M r Ar (N) 2 Ar (H) 8＋Ar (S)＋Ar (O) 4 C D .00 4 1A4.01 2 1B.008 8 32.07 16 E 132.15 4 F 1molの質量は132.15 4g ％S G 硫黄の質量 硫酸アンモニアの質量 H となるから I 32.07 ｇ ％S 100 24.26 K 7％ J132.154ｇ よって 10ｇ中の硫黄（ S）の質量は 10 g 0L .24267 2M.427g 0-6-1 化学式 例3：炭素、水素および酸素からなり、分子量が62の有機化 合物がある。この化合物の3.00 mgを秤量して、元素分析し たところ、CO2が4.26 mg およびH2Oが2.61 mg生成した。この化合物の実験式および 分子式を求めよ。 CO 2の分子量は44.0、炭素の原子量は 12.0より、 4.26mgの CO 2に含まれる炭素の質量 は 12.0 1.161 mg 44.0 同様に、2.61mgの H 2 Oに含まれる水素の質量 は 4.26 A mg 2.0 0.290 mg 18.0 酸素の質量は B mg 2.61 C mg (1.161 mg 0.290 mg) 1.549 mg 3.00 したがって、この化合 物に含まれる、炭素、 水素および物理量の比は 1D.161 mg 0E.290 mg 1F.549 mg ： ： 0.G 097: 0.H 29 : 0.I097 1 : 3 : 1 12.0 gmol-1 1.0 gmol-1 16.0 gmol-1 よって、 J 3O 実験式はCH Kであり、分子量 L また、 CH 3Oの原子量の総和は31 62になるには分子式は CM 2 H 6 O 2となる。 0-6-2 化学反応式 A C B D 0-6-2 化学反応式 A B C D E F G H 酢酸の分子量は 小テスト3 名列番号＿＿ 氏 名＿＿＿＿ 採点者名列＿＿＿ M r Ar (C) 2 Ar (H) 4＋Ar (O) 2 12.01 2 1.008 4 16.00 2 60.052 1molの質量は60.052 g 0-6-1 化学式 例1：酢酸CH3COOH の組成百分率を求 めよ。 • 組成百分率：全体の質量 に対するそれぞれの元素 の質量百分率 F 炭素の質量 ％C 酢酸の質量 G となるから ％C H24.02ｇ 60.05 I 2ｇ 100 J40.00％ 同様に ％O K32.00ｇ L60.052ｇ M 100 53.29 ％ したがって、 N - 40.00 O P Q ％ ％H＝100 - 53.29 ＝6.71 0-6-1 化学式 例2：肥料となる硫酸アンモニウム（NH4）2SO4 10g中 の硫黄（S）の質量はいくらか。 硫酸アンモニウムの分 子量は M r Ar (N) 2 Ar (H) 8＋Ar (S)＋Ar (O) 4 C D .00 4 1A4.01 2 1B.008 8 32.07 16 E 132.15 4 F 1molの質量は132.15 4g ％S G 硫黄の質量 硫酸アンモニアの質量 H となるから I 32.07 ｇ ％S 100 24.26 K 7％ J132.154ｇ よって 10ｇ中の硫黄（ S）の質量は 10 g 0L .24267 2M.427g 0-6-1 化学式 例3：炭素、水素および酸素からなり、分子量が62の有機化 合物がある。この化合物の3.00 mgを秤量して、元素分析し たところ、CO2が4.26 mg およびH2Oが2.61 mg生成した。この化合物の実験式および 分子式を求めよ。 CO 2の分子量は44.0、炭素の原子量は 12.0より、 4.26mgの CO 2に含まれる炭素の質量 は 12.0 1.161 mg 44.0 同様に、2.61mgの H 2 Oに含まれる水素の質量 は 4.26 A mg 2.0 0.290 mg 18.0 酸素の質量は B mg 2.61 C mg (1.161 mg 0.290 mg) 1.549 mg 3.00 したがって、この化合 物に含まれる、炭素、 水素および物理量の比は 1.161 mg 0.290 mg 1.549 mg D ： E ： F 0.G 097: 0.H 29 : 0.I097 1 : 3 : 1 12.0 gmol-1 1.0 gmol-1 16.0 gmol-1 よって、 J 3O 実験式はCH Kであり、分子量 L また、 CH 3Oの原子量の総和は31 62になるには分子式は CM 2 H 6 O 2となる。 0-6-2 化学反応式 A C B D 0-6-2 化学反応式 A B C D E F G H 小テスト4 名列番号＿＿ 氏名＿＿＿＿＿＿＿ [モル]を100文字内で説明せよ。(1文字1 pt) 例題0・3.酸性雨によるケルンの大聖 堂やウエストミンスター寺院などの建 造物の被害は次の反応式であらわす ことができる。 例題0・3.酸性雨による自由の女神の 被害は次の反応式であらわすことが できる。 0-5. モルとアボガドロ定数 例2：25.0 gのメタノールCH4Oの 物質量と分子数を求めよ。 メタノールの分子量は M r Ar (C) Ar (H) 4＋Ar (O) 12.01 1.008 4 16.00 32.04 モル質量 32.04g mol-1 したがって、その物質 量ｎ は 質量 25.0 g n 0.7802 mol 0.780mol 1 モル質量 32.04 g mol また、分子数は 6.022 1023 mol－１ 0.7802mol 4.701023