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