反応の測定：モル概念とストイキオメトリー
ストイキオメトリーとモル概念は、化学反応における量的関係を理解し、モルを使用して反応物の量と生成物の量を計算することに焦点を当てています。これにより、化学において正確な予測が可能になります。モルは、特定の粒子の数（アボガド数）を表し、質量、モル、分子間の変換を可能にし、反応で必要または生成される物質の量を決定するのに役立ちます。これは、実験や産業応用において非常に重要です。
ストイキオメトリーとモル概念の概要
ストイキオメトリーとモル概念は、化学反応を定量化するための重要な原則に基づいて構築されています。以下にその概要を示します。
- モル概念: モルは6.022 × 10²³個の粒子を表し、物質の量を測定するために使用されます。
- モル質量: 物質1モルの質量で、グラム/モル (g/mol) で表されます。
- ストイキオメトリック比: 均衡した化学反応式から得られる比率で、反応物と生成物の関係を決定します。
- 計算: モル、モル質量、比率を使用して、反応物の量または生成物の量を計算します。
ストイキオメトリーとモル概念の構成要素のリストと例
モル概念の例
- 1モルのH₂Oには6.022 × 10²³個の水分子が含まれます。
- 0.5モルのCO₂は3.011 × 10²³個の二酸化炭素分子に相当します。
- 2モルのNaClは1.204 × 10²⁴個の塩の単位を表します。
モル質量例
- H₂Oのモル質量: 18 g/mol (2H + 1O = 2×1 + 16)。
- CO₂のモル質量: 44 g/mol (1C + 2O = 12 + 2×16)。
- NaClのモル質量: 58.5 g/mol (1Na + 1Cl = 23 + 35.5)。
ストイキオメトリック比の例
- 2H₂ + O₂ → 2H₂O の場合、H₂とH₂Oの比率は2:2（または1:1）です。
- N₂ + 3H₂ → 2NH₃ の場合、H₂とNH₃の比率は3:2です。
- CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O の場合、CH₄とCO₂の比率は1:1です。
計算例
- 2H₂ + O₂ → 2H₂O の場合、4モルのH₂は4モルのH₂Oを生成します（1:1の比率）。
- N₂ + 3H₂ → 2NH₃ の場合、6モルのH₂は4モルのNH₃を生成します（3:2の比率）。
- 44 gのCO₂（1モル、44 g/mol）、2H₂ + O₂ → 2H₂O を必要とする場合、2モルのH₂（4 g）が必要です。