１．原子1個の質量を考える
「原子〇個」や「分子△個」あたりを考える問題は
①化学反応式を書く
②モデル図になおす
③質量を考える
という手順で考えましょう。
例1）水素の燃焼
「 水素が燃焼して水になる」という反応について見てみましょう。
水素8gを完全に燃焼させると、水72gが生じます。
この数値から水素原子1個の質量と酸素原子1個の質量の比を考えましょう。
このときの反応を化学反応式で表すと
2H₂ + O₂ → 2H₂O
です。
これをモデル図に表しましょう。↓
このモデル図に「水素8g・水72g」の情報を追加しましょう。↓
今のままでは、反応した酸素の質量がわかりません。
ここで質量保存の法則を利用します。
▼質量保存の法則
化学変化の前後で質量の総和は変わらない。
質量保存の法則より、反応した酸素は
72g － 8g ＝ 64g
であるとわかります。↓
ではいよいよ、水素原子1個の質量と酸素原子1個の質量を考えていきましょう。
このモデル図と質量を見てみます。
まずは水素から。
左辺の水素原子は4つで8gです。↓
つまり、水素原子1個あたりの質量は
8g ÷ 4 ＝ 2g
とわかります。↓
同じように酸素原子についても考えていきます。
酸素原子は2つで64gです。
よって、酸素原子1個あたりの質量は
64g ÷ 2 ＝ 32g
となります。
したがって、
水素原子1個：酸素原子1個 ＝ 2：32 ＝ 1：16
となります。
例２）アルミニウムの酸化
次は「アルミニウムAlが酸化して酸化アルミニウムAl₂O₃になる」反応を考えます。
アルミニウム9gを完全に酸化すると、酸化アルミニウムが17g生じます。
このときの反応を化学反応式で表すと
4Al ＋ 3O₂ → 2Al₂O₃
です。
これをモデル図に表しましょう。↓
このモデル図に「アルミニウム9g・酸化アルミニウム17g」の情報を追加します。↓
先ほどと同じく質量保存の法則を利用して、反応した酸素の質量を求めておきましょう。↓
ではここから、アルミニウム原子1個の質量と酸素原子1個の質量を考えていきましょう。
モデル図と質量を見てみます。
まずはアルミニウムに注目です。
左辺のアルミニウム原子は4個で9gです。
よってアルミニウム原子1個の質量は9/4gです。
同様に今度は酸素に注目です。
左辺の酸素原子は6個で8g。
よって酸素原子1個の質量は
8/6g ＝ 4/3g
とわかります。
したがって、
アルミニウム原子1個：酸素原子1個 ＝ 9/4：4/3 ＝ 27：16
となります。
原子1個の質量の比を求める問題では・・・
①化学反応式を書く。
②モデル図になおす。
③質量を書き込む。
→原子1個の質量を求めていく。
次回は「質量比」です！
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