物質量などについて質問です

質問

(1)1molという物質量の単位は何故必要なのか？
(2)すべての気体は標準状態で何故22.4Lになるのか？
(3)アボガドロの法則は何故標準状態で成立するのか？

この３点質問です。
どなたか回答よろしくお願いします！

回答No.1

Ichitsubo · ベストアンサー

(1)では原子や分子の個数を「個」単位で数えたいですか？

6000000000000000000000個の炭酸カルシウムを、
12000000000000000000000個の塩化水素を含む水溶液と反応させ……

あほらしいでしょう。

ということで、何個かをひとまとめにした新しい単位を用いて数えた方が、こんなばかでかい数字を扱わなくて済みますよね。
ということで、炭素原子をたくさん集めていってちょうど12gになったとき、その炭素原子の個数をひとまとめの基準として、その個数のまとまりを1molと言うことにしました。
何故このような決め方をしたのか、こうすると、物質1molの質量が分子量などにgを付けるだけで済むからです。分子量や原子量が一気に便利になるのです。

(2)なんででしょうね。実験事実ですからね。
いろいろ説明をすることはできますが、それはあくまで実験事実から得られた理論です。
自然界とはそう言うものだ、というほかありませんね。

(3)アボガドロの法則自体は標準状態でなくても、いつでも成立します。
質問の前提が間違っています。

回答No.5

101325

(1)「個」単位で数えた方がわかり易いのですけど、モルを単位にして数えるのに慣れている人が多いので、モルで数える約束になっています。

6ゼタ個の炭酸カルシウムを、
12ゼタ個の塩化水素を含む水溶液と反応させ……

と書いても本当は構わないんですけど、あまりこういう書き方はしません。

もうちょっと前向きな理由としては、モルを使うと、原子や分子のモル当たりのグラム数が、その原子や分子の１個当たりに含まれる核子（陽子と中性子）の数にほとんど同じになるので、ある種の計算をするときに暗算でできるので便利、ということが挙げられます。もう少し平たく言うと、原子量や分子量が切りのいい数字になる(H=1.0, C=12.0, N=14.0, O=16.0, ...)ことが多いので便利です。

(2) 22.4Lではなくて、22.4L/mol ですね。

もしかしたら質問者さんの求めている答えとはちょっとずれているのかもしれませんけど、私は、＃３さんの回答に同意します。

(3) 標準状態が、たいていの実在気体を理想気体だとみなせるくらいの、高温・低圧の状態だからです。高温といっても、分子が解離して壊れてしまうほどの極端な高温ではなくて、実在気体を理想気体として扱える程度のほどほどの高温だ、というのがだいじです。

お礼

回答ありがとうございました。助かりました

回答No.4

ORUKA1951

(1)物質量の単位をmolと決めたからです。
　長さの単位をm,重さの単位をkg,時間の単位をs,電流の単位をA,明るさの単位をCd,熱力学温度をK,・・

(2) すべての気体は標準状態で何故22.4Lになるのか？
　いいえ、これは1molの気体は標準状態で・・・となります。
　なお、現在は標準状態にはSATPを使いますから、24.8 Lです。
　(298.15 K 、105 Pa)
　22.4Lは、二昔前ですね。最近までは、STP(新)で22.7 L、22.4Lは、1997年以前の話・・・教科書は1997いまだに古いまま。

(3) アボガドロの法則は何故標準状態で成立するのか？
アボガドロの法則は、「同じ温度同じ圧力では、同じ体積に含まれる気体分子の数は、気体の種類にかかわらず等しい」というもので、標準状態とは無関係です。

　すべて、定義を正確に理解していたら、わかりきった問題です。

　科学では、それが何を意味するかを正確に定めてから議論が始まります。出ないと議論にならない。

お礼

回答ありがとうございました。
課題で出た問題なので自分でも全く理解せず質問していました、すみませんでした。

回答No.3

SortaNerd

2.
気体は分子同士の距離が離れていて、分子間力や分子の大きさといった分子による違いが無視できるからです。

お礼

回答ありがとうございました

回答No.2

okormazd

(1)
1mという長さの単位は何故必要なのか？
という問いと同じです。長さを測り、簡単に示すとができるようにするためです。
物質量を測り、簡単に示すとができるようにするためです。
(2)
質問が成立しません。
「理想気体1molの体積」は標準状態で22.4Lです。(1)の問いとも関係しますが、「1mol」と指定しなければ、22.4Lではありません。そのように決めたからです。また、実在気体は、22.4Lからずれるのが普通です。
(3)
これも質問が成立しません。アボガドロの法則は、「同温、同圧、同体積の気体は、その種類によらず、同数の分子を含む」というものです。標準状態は関係ありません。

お礼

回答ありがとうございました。
意味も分からず質問してしまいすみませんでした