科学のmolについての質問です。

質問

もし、原子量の基準を１２C＝６とし、質量６gの１２Cを１molとすると、次の値はそれぞれ現在の値の何倍になるか。

i 水の分子量
ii 水１８g中の分子量
iii 酸素１molの質量
iv 酸素１Lの物質量

これらの考え方がわかりません。

ちなみに答えは
i 0.5倍
ii 1倍
iii 0.5倍
iv 2倍

になります。
回答お願いします。

回答No.3

101325 · ベストアンサー

現在は、原子量の基準を12C＝12とし、質量12gの12Cを１molとしています。
これを、原子量の基準を12C＝６とし、質量６gの12Cを１molとしたとき、何がどう変化するのかを考えてみましょうというのが質問です。答えを導くためには、原子量、分子量、モル、物質量、アボガドロ定数の定義を知っておく必要があります。

i) 水の分子量
分子の分子量は、分子を構成する原子の、原子量の和として定義されます。原子量の基準が0.5倍になると、すべての原子の原子量が、0.5倍になります。ですので、それらの和として定義されている分子量もまた、すべて0.5倍になります。

ii) 水１８g中の分子量←まちがい
ii改) 水１８g中の分子数
「水１８g中の分子量」では意味が通りませんので、「水１８g中の分子数」として考えます。グラムの定義が現在のものと同じであれば、水18gの質量は、現在のものと変わりません。ですので、水18gに含まれる水分子の数もかわりません。分子数は１倍になります。

iii) 酸素１molの質量
質量12gの12Cを１molとする、というのが現在のモルの定義ですが、これを質量６gの12Cを１molとするということは、モルの定義を変えたということです。12C 1molの質量が12gから６gに変わるということは、１mol当たりの質量が現在の値の0.5倍に変わるということです。モルの定義を変えているので、12Cだけでなく、すべての物質の１mol当たりの質量が現在の値の0.5倍に変わります。

iv) 酸素１Lの物質量
物質量は、分子数(註)をアボガドロ定数で割ったものとして定義されています。アボガドロ定数は、物質1モルに含まれる分子数(註)として定義されています。質量12gの12Cを１molとしていたものを質量６gの12Cを１molにすることにした、ということは、アボガドロ定数の定義を変えたということです。質量６gの12Cに含まれる炭素原子の数は、質量12gの12Cに含まれる炭素原子の数の0.5倍ですから、アボガドロ定数は現在の値の0.5倍になります。アボガドロ定数が現在の値の0.5倍になると、分子数(註)をアボガドロ定数で割ったものは現在の値の２倍になるので、分子数が同じであれば物質量もまた現在の値の２倍になります。酸素１Lに含まれる分子の数は変わらないので、結局、酸素１Lの物質量は現在の値の２倍になります。

(註)もうすこし正確にいうと分子や原子やイオンやそれらの集まりなどの「要素粒子の数」。

お礼

返信が遅れてしまい大変申し訳ないです。

素晴らしい回答ありがとうございました。
とても納得いく説明でわかりやすかったです！